对于任意一复合周期振动函数y(T)按傅氏级数分解表示为:第一项称均值或直流分量,第二项为基波或基本振动,第三项称二次谐波,依此类推或把二次谐波以后的统称为高次谐波。

1.高次谐波的危害

与一般无线电电磁干扰一样,变频器产生的高次谐波通过传导、电磁辐射和感应耦合三种方式对电源及邻近用电设备产生谐波污染。传导是指高次谐波按着各自的阻抗分流到电源系统和并联的负载,对并联的电气设备产生干扰。感应耦合是指在传导的过程中,与变频器输出线平行敷设的导线又会产生电磁耦合形成感应干扰。电磁辐射是指变频器输出端的高次谐波还会产生辐射作用,对邻近的无线电及电子设备产生干扰。

高次谐波的危害

2.高次谐波的治理方法

从设计制造角度,选用IGBT功率元件,空间电压矢量控制,多相叠加,例如六相,十二相,多重化移相,调制过程中选择合理的参数值等。一般以高品位,名牌和采用新技术的产品为好。

从使用安装角度:

1、采用进线AC电抗器,出线采用DC电抗器或正弦滤波器;

2、不共用地线,分开供电电源(变频器,受干扰设备分开供电);

3、易受干扰的设备采用隔离电感器供电;

4、变频器出线与进线采用屏蔽线并接地,且分开一定距离;进、出线穿金属管并接地;输出使用四芯电缆(一芯接地),电机外壳接地,变频器单独接地;

5、采用绝缘型电源变压器(中性点不接地);

6、缩短线路长度;

7、电源线和信号线单独敷设,避免交叉,不能避免时,必须垂直交叉,绝对不能平等敷设;

8、信号线屏蔽层不接到电机或变频器的地,而应该接到控制线路的公共端;

9、必要时可采用零序电抗器、电涌吸收器、电涌抑制器,输入抑制电抗器;使用绞线布线。亦可降低变频器的载波频率来消除干扰的影响。一般频率降低干扰会下降,但噪音可能要大些,电流波形平滑性要差些。具体可根据现场调试而定,必须时采用专用的变频电机

高次谐波的治理方法

3.高次谐波的应用

1、电力电子设备 电力电子设备通常靠精确电源零交叉原理或电压波形的形态来控制和操作,若电压有谐波成分时,零交叉移动、波形改变、以致造成许多误动作。

2、电力电容器 当高次谐波产生时,由于频率增大,电容器阻抗瞬间减小,涌人大量电流,因而导致过热、甚至损坏电容器,还有可能发生共振,产生振动和噪声。

3、变压器 电流和电压谐波将增加变压器铜损和铁损,结果使变压器温度上升,影响绝缘能力,造成容量裕度减小。谐波还能产生共振及噪声。

高次谐波的应用