变频器驱动的电机系统因其节能效果明显、调节维护简单、可联网等优点而得到越来越多的应用。 然而，它们的非线性和影响大的功耗方法会导致干扰问题。 也引起了很多人的关注。 对于变频器来说，其输入端和输出端都会产生高次谐波，输入端的谐波会通过输入电源线影响公共电网。
1、谐波的产生
从结构上看，变频器可分为间接变频和直接变频两大类。 间接变频是通过整流器将工频电流变换为直流电，再通过逆变器将其变换为频率可控的交流电。 直接变频器将工频交流电转换为可控频率交流电，无需中间直流环节。 它的每相都是由两组反并联的晶闸管整流装置组成的可逆电路。 正负组在一定周期内相互切换，在负载上得到交流电压U0。 U0的幅值由各整流器件的控制角决定，频率由两组整流器件的开关频率决定。 目前应用最广泛的是互变换器。 间接变频有三种不同的结构形式：（1）采用可控整流器进行变压，采用逆变器进行变频。 调压和调频分别在两个环节进行，两者在控制电路上必须协调一致。 (2)采用不控整流器进行整流，斩波器进行电压变换，逆变器进行频率变换。 这种类型的变频器在整流环节使用波形并使用脉冲宽度来调节电压。 (3)采用不控整流器进行整流，同时采用PWM逆变器进行变频。 这类逆变器只有使用可控关断的全控器件（如IGBT等）才能输出非常真实的正弦波。
无论哪种类型的变频器，都大量使用晶闸管等非线性电力电子元件。 无论采用哪种整流方式，变频器从电网吸收能量的方式都不是连续的正弦波，而是脉动中断。 这种脉动电流和沿电网的阻抗共同形成叠加在电网电压上的脉动压降，引起电压畸变。 根据傅里叶分析可以看出，这种不同步的正弦波电流是由于频率相同造成的。 它由基波和频率大于基波频率的谐波组成。
2、谐波的危害
一般来说，变频器对大容量电力系统的影响不是很明显，但对于系统容量较小的系统来说，谐波带来的干扰却不容忽视。 它是对公共电网的一种污染，其客观存在对公共电网和电力系统是有害的。 其他系统的危害一般包括：
(1)谐波对公共电网元件造成额外的谐波损耗，降低发电、输电和用电设备的利用率。 当大量三次谐波流过中性线时，会使线路过热，甚至引起火灾。
(2)谐波影响各种电器元件的正常工作。 谐波对电机的影响不仅造成附加损耗，而且会产生机械振动、噪声和过电流，使电容器、电缆等设备过热，导致绝缘老化、寿命缩短甚至损坏。
（3）谐波会引起公用电网局部并联谐振和串联谐振，从而放大谐波，使上述危害大大增加，甚至造成严重事故。
(4)谐波会对邻近的通信系统产生干扰，导致通信质量下降甚至信息丢失，使通信系统无法正常工作。
3、谐波抑制
变频器虽然方便、高效、效益巨大，但它向电网注入了大量的谐波和无功功率，使得电能质量不断恶化。 另一方面，随着以计算机为代表的大量敏感设备的普及应用，人们对公共电网的供电质量要求越来越高。 许多国家和地区都制定了自己的谐波标准。 我国也分别于1984年和1993年通过了《电力系统谐波管理规定》和《GB/T-14549-93标准》，限制供电系统和用电设备的谐波污染。
抑制谐波有三个基本思想。 一是安装谐波补偿装置，对谐波进行补偿。 二是对电力电子装置本身进行改造，使其不产生谐波，功率因数可控制为1。三是采取适当措施抑制市电网络中的谐波。 具体方法如下
(1)安装合适的反应器
变频器的输入侧功率因数取决于设备内部的AC-DC转换电路系统。 可采用并联功率因数校正直流电抗器，并在电源侧接入交流电抗器，可使进线电流的THDV降低约30%～50%，约为无谐波电流的一半。 反应堆。
(2)安装有源电力滤波器
除了仍在使用的传统LC调试滤波器外，谐波抑制的一个重要趋势是使用有源电力滤波器。 它与主电路串联或并联，实时检测来自补偿对象的谐波电流，补偿装置产生与谐波电流相等、方向相反的补偿电流，使电网电流只含有谐波电流。 基波分量。这种滤波器可以跟踪和补偿频率和幅度变化的谐波。 其特性不受系统影响，不存在谐波放大的危险。 因此备受关注，并在日本等国家得到广泛应用。
(3)采用多相脉冲整流
当条件允许或要求将谐波限制在较小水平时，可采用多相整流。 12相脉冲整流的THDV约为10%-15%，15相脉冲整流的THDV约为3%-8%，符合国际标准要求。 缺点是需要专用变压器，不利于设备改造，且价格相对较高。
(4)使用过滤模块组件
目前，市场上有很多专门用于抗传导干扰的滤波器模块或组件。 这些滤波器具有很强的抗干扰能力，还可以防止电力本身的干扰传输到电源。 有的还具有峰值电压吸收功能，这对于各类用电设备来说有很多好处。
(5)开发新型转换器
大容量变流器降低谐波的主要方法是采用多种技术。 几千瓦至数百千瓦的高功率因数整流器主要采用PWM变换器组成四象限交流调速变频器。 这种变频器不仅输出电压、电流为正弦波，输入电流也为正弦波，功率因数为1。还可以实现能量的双向传输，代表了这项技术的发展方向。
(6)选择D-YN11接线组的三相配电变压器
三相变压器中，高压侧绕组接成三角形，低压侧绕组接成星形，中性点接“11”，以保证相电动势接近 呈正弦形状，避免相电动势波形畸变的影响。 此时，对于区域低压电网提供的220V负载，线电流不会超过30A，可以采用220V单相供电，否则应采用220/380V三相四线供电。 使用。
还有其他方法可以减少或削弱变频器：
(1)在变频器与电机之间增加交流电抗器，减少传输过程中的电磁辐射。
(2) 使用带有间隔层的变压器可以隔离变压器前面的大部分传导干扰
(3)采用具有一定消除高频干扰能力的双积分A/D转换器
(4)选用带开关电源的仪表等低压电器
(5)信号线和电源线分开走线，尽量采用双绞线，减少共模干扰
(6)以单片机、plc等为核心的控制系统中，在编写软件时适当增加检测信号和输出控制部分的软滤波器，以增强系统本身的抗干扰能力 。
4。结论
变频器的使用给人们带来了方便和巨大的好处，其应用将会更加广泛。 但由于其独特的工作方式，给公用网络带来了一定的损害，成为电网的谐波污染源之一。 因此，分析和研究抑制谐波的方法将成为一个非常重要的课题。
