谐波抑制

在电力系统和电子设备中，谐波是指频率为基波频率的整数倍的倍数频率成分。当电网或电路中存在谐波时，会导致电流和电压波形失真、设备损坏、能量损耗增加等问题。谐波抑制（Harmonic Suppression）是一种技术手段，旨在限制、减少或消除电路中的谐波成分，确保电力系统和设备正常运行，保证用电安全与稳定。

1.谐波的来源

1. 非线性负载

非线性负载如变频器、整流器、开关电源等设备会引入谐波，这些设备工作过程中造成电流和电压的非正弦形式。

2. 电弧炉

电弧炉等高功率负载可能产生大量谐波，对电网和其他设备造成严重干扰。

3. 并联谐振

电网或设备本身的谐振现象也会引发谐波，导致系统不稳定和设备故障。

4. 外部干扰

来自于电网内外的电磁干扰、雷击等也可能产生谐波，需要进行有效的抑制处理。

2.谐波抑制方法

1. 滤波器

被广泛应用于电力系统和设备中，根据不同的谐波成分选择对应的谐波滤波器，通过衰减谐波信号来达到抑制的效果。

2. 变压器设计

采用特殊设计的变压器，如阻抗变压器、三相变压器等，可以有效削弱谐波传播。

3. 有源滤波器

利用逆变器等控制器件实时监测并产生与谐波相反的信号，实现主动消除谐波的目的。

4. 多电平逆变器

通过多电平逆变器拓扑结构，降低逆变器输出的脉宽调制谐波，并提高输出波形质量。

5. 谐波吸收器

通过串联谐波吸收器，将谐波电流吸收至电容器中，减少谐波电流对系统的影响，实现谐波抑制。

6. 谐波阻抗

采用谐波阻抗匹配技术，在系统中引入合适的谐波阻抗，限制谐波传播，减小谐波影响。

3.应用领域

1. 电力系统：在电力系统中，谐波抑制技术可以有效维护电力质量，保障电网运行稳定，减少设备损坏和能量损耗。

2. 电机驱动：在电机驱动系统中，谐波抑制可以减少电机的振动、噪音和温升，延长电机寿命，提高系统效率和可靠性。

3. UPS系统：UPS系统中谐波抑制技术可以降低谐波对电池充放电的影响，减少设备故障风险，提高系统可靠性。

4. 光伏逆变器：在光伏逆变器系统中，谐波抑制技术可以改善光伏系统的电能质量，提高并网效率，减少对电网的干扰。

5. 建筑电气：在建筑电气系统中，谐波抑制可保证建筑内部设备正常运行，避免谐波对照明、通信等设备的影响，确保用电安全与稳定。

6. 工业生产：在工业生产过程中，谐波抑制技术有助于降低设备损耗、提高生产效率，保证工业生产线的稳定运行。