變頻器諧波對其它設備干擾的防止措施

3 變頻器輸出側諧波干擾

變頻器輸出側的諧波干擾途徑分傳導和輻射，在傳導的過程中，與變頻器輸出線平行敷設的導線又會產生電磁耦合形成感應干擾;變頻器輸出側諧波輻射對附近的無線電設備產生干擾。

3.1 諧波干擾的危害

1)變壓器電流諧波將增加銅損，電壓諧波將增加鐵損，綜合結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，及引起鐵芯磁通飽和或歪斜，而產生噪聲。損失隨頻率之增大而增加，故諧波的高頻帶成分比低頻成分對增加變壓器的溫升快，是比較重要的因素。

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

3)電力電容器組一般電容器的標準規(guī)范，規(guī)定其最大電流只容許35%的超載，但實際運轉時，由于諧波的影響，以致常發(fā)生嚴重過載。由于電容器的阻抗伴隨頻率的增加而減少，故當諧波產生時，電容器即成為一陷流點，流入大量電流，

因而導致過熱，增加介電質的應力，甚至損壞電力電容器。當電容器與線路阻抗達到共振條件時，會發(fā)生振動短路、過電流及產生噪聲。

4)開關設備由于諧波電流的存在，開關設備在起動瞬間產生很高的電流變化率，致使暫態(tài)恢復電壓的峰值增加，以致破壞絕緣。開關設備一旦出了問題，消弧線圈將無法正常將電弧引入消弧室內，從而使開關設備無法正常斷開電路。所以當諧波過大時，常會引起一些無熔線開關跳脫，產生誤動作，也很容易使一些開關里的電力熔絲(保險絲)熔斷。

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

例如接地故障電器無法分辨零序電流或三次諧波電流，假若三次諧波電流太大，必會引起誤動作，零序保護跳閘;而且諧波會將快速及低加速的電器改變成慢速及高加速的電器;對一般電器都會稍許改變其操作特性;又依諧波成分的不同，電器的動作轉矩可能會倒反;或大諧波電流通過電器線圈，常會因過熱而損壞。一般而言，諧波應限制在10豫以下，才不致影響保護電器的正常工作。

6)計量儀表瓦時計(電能表)等計量儀表，因諧波而會造成感應轉盤產生額外的電磁轉矩，使誤差增大，降低精確度。經實驗得知，若有20豫的5 次諧波成分，將產生10豫耀15豫的誤差。過大的諧波電流，也很容易將儀器里的線圈損壞。

7)電力電子設備在多種場合，電子設備常會產生諧波的電流源，且很容易感受諧波失真而誤動作。這種設備?？恐鴾蚀_的電壓零交叉原理或電壓波形的形態(tài)來進行控制或操作。若電壓有諧波成分時，零交叉點移動、波形改變，以致造成

許多誤動作。例如不斷電系統(tǒng)的同步裝置，將因取不到正確的零交叉點，而影響到整個系統(tǒng)的操作。

8)照明設備諧波對白熾燈而言，會影響其壽命，當諧波增加時，將使燈泡壽命縮短。至于熒光燈或水銀燈的起輝器，有時裝有電容，此電容器與起輝器及線路的電抗，可能對某一頻率的諧波形成共振電路，這將產生額外的熱損，甚至會損壞該燈具。

9)通信設備輸電線中，若含有諧波，則將產生額外的磁場及電場，以致干擾通信線路。

10)電視及音響設備諧波會使各種電子設備發(fā)生雜訊、影像錯亂或閃爍，會使電晶體及電容器等零件劣化而發(fā)生故障，對其性能和壽命都有不良的影響。

11)電腦設備會因電源電壓波形的失真，而引起誤動作。

3.2 防止變頻器輸出諧波的措施

防止變頻器輸出側諧波干擾的對策，大致可分為兩類，第一屬于傳統(tǒng)方式，即從降低雜訊入手，如采用高于人耳不能聽到的開關頻率高的電力電子器件，如MOSFET，IGBT 等;在變頻器輸出端后加裝濾波器使送至電力設備前的電源波形為正弦波;改善PWM 調制方法，降低諧波含量;用閉環(huán)控制的方法，如ADSM 及DSMC，來改善一般傳統(tǒng)PWM 的諧波現(xiàn)象。第二類屬于新嘗試，其基本的觀念及作法是企圖將無意義的雜訊轉變可選擇的資訊，如果將聲音依著不定期的資訊內容而變化，聲音就不僅僅只是普通聲音，它可以傳送某些資訊，如音樂或警示。主要采取的措施有：電壓變極諧波消除法;減少PWM控制諧波的低頻部分;采用空間電壓矢量改善PWM控制的輸出波形;采用多電平變頻器可以使輸出諧波電流約1豫。

3.3 防止干擾的對策

為了防止干擾，采用圖圓所示的方案。變頻器本身用鐵殼屏蔽，輸出線用鋼管屏蔽，并與其它弱電信號分別配線，附近的其它靈敏電子設備線路也要屏蔽;為了減少電磁噪聲，可以配置輸出濾波器;為了減少對電源的污染，可配置輸入濾波器或零序電感，還可與晶閘管整流裝置，功率因數補償器并聯(lián)使用。電源變壓器容量大于10倍變頻器容量，或電源電壓不平衡率超過3豫時需接電源匹配用電感器，采用電感后對電源改善效果良好，小容量變頻器安裝有匹配電感時使功率因數有提高，大容量時雖對功率因數無提高，但可改善變頻器運行，同時起到濾波作用。