諧波干擾的幾個典型實例。

　　1引言近年來，由于調(diào)速和節(jié)能的需要，越來越多的場合用到了變頻調(diào)速技術(shù)。其中的核心部分變頻器是電力電子器件，有電子元器件，計算機芯片，易受外界的些電氣干擾，因此，變頻器投入電網(wǎng)運行時，需要考慮電網(wǎng)電壓是否對稱，變壓器容量的大小及配電母線上是否接有非線性設(shè)備等；另方面，變頻器本身輸入側(cè)是個非線性整流電路，對電源的波形將有影響，變頻器輸出側(cè)電壓電流非正弦或非完全正弦波含有豐富的諧波。由于變頻器中要進行大功率極管整流大功率晶體管逆變，結(jié)果是在輸入輸出回路產(chǎn)生電流高次諧波，干擾供電系統(tǒng)負(fù)載及其它鄰近電氣設(shè)備。在實際使用過程中，經(jīng)常遇到變頻器諧波干擾問，下面簡單介紹變頻器諧波產(chǎn)生的機理干擾途徑危害以及有效防止或抑制干擾的對策。

　　2變頻器諧波產(chǎn)生機理變頻器的主電路般為交直交組成，外部輸入380，502的工頻電源經(jīng)相橋式不可控整流成直流電壓信號，經(jīng)濾波電容濾波及大功率晶體管開關(guān)元件逆變?yōu)轭l率可變的交流信號。

　　輸入側(cè)產(chǎn)生諧波機理不限于通用變頻器，晶閘管供電的直流電動機無換向器電動機等凡是在電源側(cè)有整流回路的，都將產(chǎn)生因其非線性引起的諧波。在相橋式整流回路中，輸入電流的波形為矩形波，波形按傅立葉級數(shù)分解為基波和各次諧波，次諧波。其中的高次諧波將干經(jīng)驗交流動化技術(shù)應(yīng)舊2，3年芎22芎7期擾輸入供電系統(tǒng)輸出側(cè)產(chǎn)生諳波機理在逆變輸出回路中。輸出電壓和電流均有諧波。對于控制的變頻器，只要是電壓型變頻器，不管是何種，控制，其輸出電壓波形為矩形波。其中諧波頻率耳聽得高次諧波頻率產(chǎn)生的電磁噪聲尖叫聲。若調(diào)制頻率高如1變頻器可達(dá)20沿，人耳聽不，但高頻信號是客觀存在。從電壓方波及電流正弦鋸齒波，用傅立葉級數(shù)不難分析出各次諧波的含量。所以，輸出回路電流信號也可分解為只含正弦波的基波和其它各次諧波，而高次諧波電流對負(fù)載直接戶擾。另外高次諧波電流還通過電纜向空間輻射，干擾鄰近電氣設(shè)備。

　　3諧波干擾途徑變頻器諧波干擾途徑還是與般無線電干擾樣分傳導(dǎo)和輔射，在傳導(dǎo)的過程中，與變頻器輸出線平行敷設(shè)的導(dǎo)線又會產(chǎn)生電磁耦合形成感應(yīng)干擾；變頻器輸出側(cè)諧波又會輻射，對附近4諧波干擾的危害變壓器電流諧波將增加銅損，電壓諧波將增加鐵損，綜合效果是使變壓器溫度上升，影響其絕緣能力，并造成容量裕度減小。諧波也可能引起變壓器繞組及線間電容之間的共振，及引起鐵心磁通飽和或歪斜，而產(chǎn)生噪聲。

　　電動機輸出諧波對電動機的影響主要有，引起電動機附加發(fā)熱，導(dǎo)致電動機的額外溫升，電動機往往要降額使用，由于輸出波形失真，加電動機的重復(fù)峰值電壓，影響電動機的絕緣，諧波還會引起電動機轉(zhuǎn)矩脈動，以及噪聲，加。

　　電力電容器組般電容器的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，規(guī)定其比較大電流只允許35的超載，但實際運轉(zhuǎn)時，由于諧波的影響，以致常發(fā)生嚴(yán)重過載。由于電容器之阻抗，隨頻率的，加而減少，故諧波產(chǎn)生時，電容器即成為陷流點，流入大量電流，因而導(dǎo)致過熱增加介電質(zhì)的應(yīng)力，甚至損壞電力電容器。當(dāng)電容器與線路阻抗達(dá)到共振條件時，會發(fā)生振動短路過電流及產(chǎn)生噪聲。

　　4開關(guān)設(shè)備由于諧波電流的存在，開關(guān)設(shè)備在起動瞬間產(chǎn)生很高1；1的電流變化率，致使，加暫態(tài)恢復(fù)電壓的峰值，以致破壞絕緣。

　　5保護電器電流中含有諧波，必產(chǎn)生額外的轉(zhuǎn)矩，改變電器的動作特性，以致引起誤動作。

　　6計量儀電能等計量儀，因諧波而會造成感應(yīng)轉(zhuǎn)盤產(chǎn)生額外的電磁轉(zhuǎn)矩，引起誤差，降低精確度。

　　7電力電子設(shè)備在多種場合，電子設(shè)備常會產(chǎn)生諧波的電流源，且很容易感受諧波失真而誤動作。

　　8其它還有如照明設(shè)備通信設(shè)備電視及音響設(shè)備電腦設(shè)備載頻遙控設(shè)備等都容易受諧波的干擾而影響其正常的工作或減少其使用壽命。

　　5抑制諧波干擾的對策諧波的傳播途徑是傳導(dǎo)和輻射，解決傳導(dǎo)干擾主要是在電路中把傳導(dǎo)的高頻電流濾掉或者隔離；解決輻射干擾就是對輻射源或被干擾的線路進行屏蔽。具體的常用方法有5.1在變頻器輸入側(cè)的對策變頻系統(tǒng)的供電電源與其他設(shè)備的供電電源相互獨立，或在變頻器和其他用電設(shè)備的輸入側(cè)安裝隔離變壓器，切斷諧波電流。

　　2設(shè)置交流電抗器。

　　3設(shè)置交流濾波器。

　　4整流器的多重化技術(shù)，對于大容量晶閘管變頻器可以采取這種方法，將電源側(cè)整流器分兩個，在其輸入側(cè)裝設(shè)1或0，7，1繞組聯(lián)結(jié)的變壓器，利用多重化抑制流向電源側(cè)的高次諧波。因為需要將整流器分開，所以在通用變頻器中不采用5.2在變頻器輸出側(cè)的對策防止輸出側(cè)諧波干擾的對策，大致分為兩大類，第類屬傳動化技凇與應(yīng)用2陽乍第22宵7.明經(jīng)驗交該統(tǒng)式，即向降低雜訊大小入手；第類屬于新嘗試，其基本的觀念及作法是企將無意義的雜訊轉(zhuǎn)變?yōu)榭蛇x擇的咨詢。這種方法在試驗中證實了其有效性21.其中第類方法可分為1采用高于人耳不能聽到的開關(guān)頻率高的電力電子器，如2在變頻器輸出端后加裝濾波器使送至電力設(shè)備前的電源波形為正弦波3改善1胃調(diào)制方法，降低諧波含量；4用閉環(huán)控制的方良如08肘及0，來改善般傳統(tǒng)制的諧波觀象，另外，在電動機和變頻器之間的電纜應(yīng)穿鋼管敷設(shè)或用錯裝電纜，并與其它弱電信號在不同的電纜溝分別敷設(shè)，避免輻射干擾。

　　信號線采用屏蔽線，且布線時與變頻器主回路控制線錯開定距離至少20.，以上，切斷輻射干擾。

　　變頻器使用專用接地線，且用粗短線接地，鄰近其他電器設(shè)備的地線必須與變頻器配線分開，使用短線。這樣能有效抑制電流諧波對鄰近設(shè)備的輻射干擾31.

　　6抑制諧波干擾實例例某變頻切換控制系統(tǒng)，變頻器啟動運行正常，而鄰近液位計讀數(shù)偏高，次輸入4，時，液位顯不是下限值；液位未到設(shè)定上限值時，液位計卻顯上限，致使變頻器接收停機指令，迫使變頻器停止運行。

　　這顯然是變頻器的高次諧波干擾液位計，干擾傳播途徑是液位計的電源回路或信號線。解決辦法將液位計的供電電源取自另供電變壓器，諧波干擾減弱，再將信號線穿入鋼管敷設(shè)，并與變頻器主回路線隔開定距離，經(jīng)這樣處理后，諧波干擾基本抑制，液位計工作恢復(fù)正常。

　　例2，某變頻控制液位顯系統(tǒng)，液位計與變頻器在同個柜體安裝，變頻器工作正常，而液位計顯不準(zhǔn)且不穩(wěn)，起初我們懷疑次次信號線及流體介質(zhì)有問，更換所有這些儀信號電纜，并改善流體特性，故障依然存在，而這故障就是變頻器的高次諧波電流通過輸出回路電纜向外輻射，傳遞到信號電纜，引起干擾。

　　解決辦法液位計信號線及其控制線與變頻器的控制線及左回路線分開定距離，且柜體外信號線穿入鋼管敷設(shè)，外殼良好接地，故障排除。

　　例3，某變頻控制系統(tǒng)，由兩臺變頻器組成，且在同柜體內(nèi)，變頻器調(diào)頻方式均為電位器手調(diào)方式，運行某臺變頻器時，工作正常，兩臺同時運行時，頻率互相干擾，即調(diào)節(jié)臺變頻器的電位器對另臺變頻器的頻率有影響，反過來也樣。開始我們認(rèn)為是電位器及控制線故障，排除這種可能后，斷定是諧波干擾引起。

　　解決辦法把其中只電位器移到其他柜體固定，且引線用屏蔽信號線，結(jié)果干擾減弱。為了徹底抑制干擾，重新加工個電控柜，并與原柜體定距離放置，把其中的臺變頻器移到該電控柜，相應(yīng)的接線及引線作必要的改動，這樣處理后，干擾基本消除，故障排除。

　　例4，某變頻控制系統(tǒng)，切換兩套機泵，原先機泵是靠自費降壓啟動工頻運行正常，現(xiàn)改為變頻運行，雖能實現(xiàn)調(diào)頻減速功能，但變頻器輸出端到電動機間的輸出線嚴(yán)重發(fā)熱，電動機外殼溫升加重，經(jīng)常出現(xiàn)保護跳閘。這是由于變頻器輸出電壓和電流信號中包含，從觀高次諧波，而諧波電流在輸出導(dǎo)線和電動機繞線上形成附加功串損牡，解決辦法把變頻器輸入線與輸出線分開，分別走各自的電纜溝，選用大號截面的電纜換原先電纜，輸出端與電動機之間現(xiàn)的各種變頻器高次諧波干擾，基本上都能照以上介紹的方法順利抑制，但對諧波成分及幅度要求很嚴(yán)的設(shè)備，徹底抑制高次諧波干擾非常困難，有待進步攻關(guān)解決。

　　7參考文獻吳忠智，吳加林。變頻器應(yīng)用手冊。北京機械工業(yè)出版社，2002年7月第2版許振茂+變頻調(diào)速器，用玢北京器工業(yè)出菱變頻調(diào)速器FRE500使用手冊S