变频器是工业调速传动领域中运用较为普遍的装备，由于变频器逆变电路的开关特征，对其供电电源形成了一个典型的非线性负载。变频器在现场凡是与其它装备同时运行，例如计较机和传感器，这些装备经常安装得很近，这样可能会造成相互影响。是以，以变频器为代表的电力电子装配是公用电网中主要的谐波源，电力电子装配所发生的谐波污染已成为阻碍电力电子技术自身成长的重年夜障碍。相关的界说

1．1什么是谐波

谐波发生的基本缘由是由于非线性负载而至。当电流流经负载时，与所加的电压不呈线性关系，就形成非正弦电流，从而发生谐波。谐波频率是基波频率的整倍数，凭据法国数学家傅立叶(M．Fourier)分析原理证实，任何重复的波形都可以分化为含有基波频率和一系列为基波倍数的谐波的正弦波份量。谐波是正弦波，每一个谐波都具有分歧的频率，幅度与相角。谐波可以I区分为偶次与奇次性，第3、5、7次编号的为奇次谐波，而2、14，6、8等为偶次谐波，如基波为50Hz时，2次谐波为lOOHz，3次谐波则是150Hz。一般地讲，奇次谐波引发的风险比偶次谐波更多更年夜。在平衡的三相系统中，由于对称关系，偶次谐波已被消除，只有奇次谐波存在。对于三相整流负载，泛起的谐波电流是6n±1次谐波，例如5、7，11、13、17、19等，变频器主要发生5、7次谐波。谐波界说示意图如图1所示。
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1．2谐波治理的有关尺度

变频器谐波治理应注重下面几个尺度，抗干扰尺度：EN50082-1、-2，EN61800-3：辐射尺度：EN5008l-1、-2，EN61800-3。非凡是IECl0003、IECl800-3(EN61800-3)、IEC555(EN60555)和IEEE519-1992。

普通的抗干扰尺度EN50081和EN50082和针对变频器的尺度EN61800(1ECl800-3)界说了装备在分歧的情况中运行时的辐射及抗干扰的水平。上述尺度界说了在分歧情况条件下的可接受辐射品级：L级，无辐射限制。适用于在不受干扰的情况下使用变频器的用户和自己处置辐射限制的用户。H级，凭据EN61800-3肯定的限制，情况：有限制散布，和第二情况。作为选件RFI滤波器，设置装备摆设RFI滤波器可以使变频器到达商业级，凡是用于非工业的情况。
2谐波的治理措施

治理谐波问题，抑制辐射干扰和供电系统干扰，可接纳屏障，隔离，接地及滤波等技术手段。①使用无源滤波器或有源滤波器：②增加变压器的容量，削减回路的阻抗及切断传输线路法；③使用无谐波污染的绿色变频器。

2．1使用无源滤波器或有源滤波器

使用无源滤波器其主要是改变在非凡频率下电源的阻抗，适用于稳定、不改变的系统。而使用有源滤波器主要是用于抵偿非线性负载。

传统的方式多选用无源滤波器，无源滤波器泛起早，因其结构简单、投资少、运行靠得住性较高和运行费用较低，至今仍是谐波抑制的主要手段。LC滤波器是传统的无源谐波抑制装配，它由滤波电容器、电抗器和电阻器适当组合而成，与谐波源并联，除具有滤波作用外，还有无功抵偿的作用。这类装配存在一些较难克服的错误谬误，主要是轻易过载，在过载时会被烧损，可能造成功率因数过引、偿而被罚款；另外，无源滤波器不能受控，是以随着时间的推移，配件老化或电网负载的变更，会使谐振频率发生改变，滤波效果下降。更重要的是无源滤波器只能过滤一种谐波成份(若有的滤波器只能滤除三次谐波)，假设过滤分歧的谐波频率，则要划分用分歧的滤波器，增加装备投资。

国内外有多种有源滤波器，这类滤波器能对频率和幅值都变化的谐波进行跟踪抵偿，且抵偿特征不受电网阻抗的影响。有源电力滤波器(APF)理论在20世纪60年月形成，后来着年夜中功率全控型半导体器件的成熟，脉冲宽度调制(PWM)控制技术的前进和基于瞬时无功功率理论的谐波电流瞬时检测方式的提出，有源电力滤波器得以迅速成长。其基来源根基理是从抵偿对象中检测出谐波电流，由抵偿装配发生一个与该谐波电流年夜小相等而极性相反的抵偿电流频谱，以抵消原线路谐波源所发生的谐波，从而使电网电流只含有基波份量。其中焦点部门是谐波电流发生器与控制系统，即其工作靠数字旌旗灯号处置(DSP)技术控制快速尽缘双极晶体管(1GBT)来完成。

今朝，在具体的谐波治理方面，泛起了无源滤波器(LC滤波器)与有源滤波器互补夹杂使用的方式，充实阐扬LC滤波器结构简单、易实现、成本低，有源电力滤波器抵偿性能好的优点，克服有源电力滤波器容量年夜、成本高的错误谬误，两者连系使用，从而使整个系统获得优秀的性能。

2．2削减回路的阻抗及切断传输线路法

谐波发生的基本缘由是由于使用了非线性负载，是以，解决的基本法子是把发生谐波的负载的供电线路和对谐波敏感的负载的供电线路分隔。由于非线性负载引发的畸变电流在电缆的阻抗上发生一个畸变电压降，而合成的畸变电压波形加到与此统一线路上所接的其它负载，引发谐波电流在其过。是以，削减谐波风险的措施也可从加年夜电缆截面积，削减回路的阻抗方式来实现。今朝，国内较多采用提高变压器容量，增年夜电缆截面积，非凡是加年夜中性线电缆截面，和选用整定值较年夜的断路器、熔断器等庇护元件等法子，但此种方式不能从基本上消除谐波，反而下降了庇护特征与功能，又加年夜了投资，增加供电系统的隐患。可以将线性负载与非线性负载从统一电源接口点(PCC)就起头划分的电路供电，这样可以使由非线性负载发生的畸变电压不会传导到线性负载上往。这是今朝治理谐波问题较为理想的解决方案。

2．3使用无谐波污染的绿色变频器

绿色变频器的品质尺度是：输进和输出电流都是正弦波，输进功率因数可控，带任何负载时都能使功率因数为1，可获得工频上下肆意可控的输出频率。变频器内置的交流电抗器，它能很好的抑制谐波，同时可以庇护整流桥不受电源电压瞬间尖波的影响，实践讲明，不带电抗器的谐波电流较着高于带电抗器发生的谐波电流。为了削减谐波污染酿成的干扰，在变频器的输出回路安装噪声滤波器。而且在变频器答理的情况，下降变频器的载波频率。另外，在年夜功率变频器中，凡是使用12脉冲或18脉冲整流，这样在电源中，经由过程消除低次谐波来削减谐波含量。例如12脉冲，低的谐波是11次、13次、23次、25次谐波。依次类推，对于18脉冲，低的谐波是17次和19次谐波。

变频器中运用的低谐波技术可，回纳以下：①逆变单元的并联多重化，采用2个或多个逆变单元并联，经由过程波形叠加抵消谐波份量。②整流电路的多重化，在PWM变频器中采用121脉冲、18脉冲或24脉冲的整流，以削减谐波。③逆变单元的串联多重化，采用30脉冲的串联逆变单元多重化线路，其谐波可削减到很小。④采用新的变频调制方式，如电压矢量的菱形调制等。今朝，许多变频器制造厂商已很是重视谐波问题，在设计时已从技术手段上保证了变频器的绿色化,从而在基本上解决谐波问题。

3结论

综上所述，可以清晰地领会谐波发生的缘由，在具体治理上可采用无源滤波器、有源滤波器，削减回路阻抗，切断谐波传输路径及开发使用无谐波污染的绿色变频器等方式，将变频器发生的谐波控制在小范围内，到达科学合理用电，抑制电网污染，提高电源质量。