近年來，由于調(diào)速和節(jié)能的需要，變頻調(diào)速技術(shù)在不斷推廣。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；另一方面，變頻器本身輸入側(cè)是一個非線性整流電路，對電源的波形有影響，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。實際運用中，經(jīng)常遇到變頻器諧波干擾問題，以前多功能天車很少有諧波干擾預防措施，不同程度影響了變頻器的正常運行。青海鋁業(yè)公司新進4臺法國ecl多功能天車，在使用變頻器時采用了諧波干擾措施，解決了現(xiàn)場的實際難題。

一、變頻器諧波產(chǎn)生機理

變頻器的主電路一般為交－直－交組成，外部輸入380v／50hz的工頻電源經(jīng)三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。在三相橋式整流回路中，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，通常含有6n＋1（n＝l，2，3….）次諧波。其中的高次諧波將干擾輸入供電系統(tǒng)。輸出側(cè)產(chǎn)生諧波機理：在逆變輸出回路中，輸出電壓和電流均有諧波。對于pwm控制的變頻器，只要是電壓型變頻器，不管是何種pwm控制，其輸出電壓波形為矩形波。其中諧波頻率的高低是與變頻器調(diào)制頻率有關(guān)，調(diào)制頻率低（如1～2khz），人耳聽得見高次諧波頻率產(chǎn)生的電磁噪聲（尖叫聲）。若調(diào)制頻率高（如igbt變頻器可達20khz），人耳聽不見，但高頻信號客觀存在。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他各次諧波，而高次諧波電流對負載直接干擾。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。

二、諧波干擾途徑

變頻器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(shè)的導線又會產(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，對附近的無線電設(shè)備產(chǎn)生干擾，其干擾途徑有收音機電磁波、n輻射干擾、感應(yīng)干擾、傳導干擾及電解電流形成的強磁場干擾，都不同程度地影響變頻器的正常運行。

三、諧波干擾的危害

（1）變壓器：電流諧波將增加銅損、鐵損，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。

（2）電動機：輸出諧波對電動機的影響主要有，引起電動機發(fā)熱，導致電動機的額外升溫，電動機往往要降額使用，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，諧波還會引起電動機轉(zhuǎn)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)范最大電流只允許35％的超載，但實際運轉(zhuǎn)時，由于諧波的影響，常發(fā)生嚴重過載。因而導致過熱、增加介電質(zhì)的應(yīng)力，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di／dt的電流變化率，致使增加暫態(tài)恢復電壓的峰值，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）計量儀表：電能表等計量儀表，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）其他還有如照明設(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。

四、ecl多功能天車斜波防治對策

針對斜波產(chǎn)生的機理、干擾途徑及危害性，青海鋁業(yè)公司針對實際生產(chǎn)需要，在多功能天車定購可行性方案中做了明確要求，必須有變頻器抗干擾措施。為此，法國ecl天車在諧波干擾措施上進行了重點設(shè)計，在電氣線路中加裝了抗干擾的具體設(shè)施，即針對諧波的傳播途徑是傳導和輻射，解決傳導干擾主要是在電路中把傳導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。具體的方法有：（1）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。在變頻器的輸入側(cè)和輸出回路中都加裝了電抗器，防止變頻器受到各種諧波的干擾。

（3）加裝制動電阻在變頻器控制回路中加裝制動電阻，避免多功能天車在制動停止時，電動機暫時處于發(fā)電狀態(tài)，產(chǎn)生瞬間直流電使變頻器過流保護，產(chǎn)生故障，加裝了制動電阻后，產(chǎn)生的直流電消耗于制動電阻上，較好地避免變頻器過流保護動作的發(fā)生。

經(jīng)過采取防止措施，變頻器的性能大大增強，抗干擾效果良好，非常適合電解車間使用，能較好地防止周圍電磁波的干擾，尤其對電解廠房內(nèi)高溫、強磁場、高粉塵的情況下運行良好，并且由于使用了制動單元，它能較好地制動，不會導致變頻器過流保護，達到前所未有的效果。

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