變頻器廣泛運用于工業(yè)生產(chǎn)變速傳動系統(tǒng)行業(yè)。因為逆變電源整流電路的電源開關(guān)特性，在其開關(guān)電源上產(chǎn)生典型性的離散系統(tǒng)負(fù)荷。變頻器通常在現(xiàn)場與計算機和傳感器等其他設(shè)備同時動作，這些設(shè)備多設(shè)置在附近，可能會相互影響。因此，以變頻器為代表的電力電子設(shè)備是公共電網(wǎng)中重要的諧波源之一，電力電子設(shè)備產(chǎn)生的諧波污染已經(jīng)成為電力電子技術(shù)自身發(fā)展的主要障礙。

1.1 什么是諧波 

諧波造成的根本原因是離散系統(tǒng)負(fù)荷。負(fù)載中流過電流時，與施加的電壓無線性關(guān)系，流過正弦波以外的電流，產(chǎn)生高次諧波。諧波頻率是基頻的整數(shù)倍。根據(jù)法國數(shù)學(xué)家傅立葉(M.Fourier)分析原理，任何重復(fù)的波形都可以分解成包含基頻和一系列基頻倍數(shù)的諧波的正弦波分量。諧波是正弦波形，每一正弦波形常有不一樣的頻率、震幅和相角。諧波能夠分成偶次和奇次諧波，三次、五次和七次大數(shù)字是奇次諧波，而二次、十四次、六次和八次大數(shù)字是偶次諧波。比如，當(dāng)基波為50Hz時，二次諧波為10Hz，三次諧波為150Hz。一般來說，奇多次諧波比雙數(shù)次諧波傷害更大。在平衡三相系統(tǒng)中，由于對稱性，偶次諧波已被消除，只存在奇次諧波。針對三相整流器負(fù)荷，諧波電流為6n 1諧波，如5、7、11、13、17、19等。軟啟動器關(guān)鍵造成5次和7次諧波。

1.2 諧波治理的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn) 

變頻器諧波控制應(yīng)注意以下標(biāo)準(zhǔn):抗干擾標(biāo)準(zhǔn):EN50082-1，-2，EN61800-3:輻射標(biāo)準(zhǔn):EN5008l-1，-2，EN61800-3。特別是IECl0003、IECl800-3(EN61800-3)、IEC555(EN60555)和IEEE519-1992。

通用抗干擾標(biāo)準(zhǔn)EN50081和EN50082以及變頻器標(biāo)準(zhǔn)EN61800(1ECl800-3)定義了設(shè)備在不同環(huán)境下運行時的輻射和抗干擾水平。所述規(guī)范界定了不一樣自然環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)下可接受的輻射源水準(zhǔn):水準(zhǔn)L，無輻射限定。它適用在不受影響的自然環(huán)境中應(yīng)用軟啟動器的用戶和自身解決輻射源限定的用戶。h級是由EN61800-3規(guī)定的限制，第一環(huán)境:限制分布，第二環(huán)境。頻射影響濾波器做為頻射影響濾波器的一種挑選，配備頻射影響濾波器能夠使軟啟動器超過商業(yè)水準(zhǔn)，這一般在非工業(yè)自然環(huán)境中應(yīng)用。

2 諧波的治理措施 

可以管理諧波問題，抑制輻射干擾和供電系統(tǒng)干擾，采取屏蔽、隔離、接地和濾波等技術(shù)手段。

(1)應(yīng)用無源濾波器或有源濾波器；

(2)提升變壓器，減少回路特性阻抗，斷開電力線路；

(3)應(yīng)用翠綠色軟啟動器，無脈沖電流環(huán)境污染。

2.1 使用無源濾波器或有源濾波器 

無源濾波器適用于在特殊頻率下改變開關(guān)電源特性阻抗，適用平穩(wěn)不會改變的系統(tǒng)軟件。有源濾波器適用于賠償離散系統(tǒng)負(fù)載。

無源濾波器適用于傳統(tǒng)式方式。無源濾波器以其構(gòu)造簡潔明了、項目投資少、運行可信性高、運行低成本而先出現(xiàn)。他們依然是抑止脈沖電流的關(guān)鍵方式。LC濾波器是傳統(tǒng)的無源高次諧波抑制裝置，適當(dāng)組合濾波電容器、電抗器和電阻器，與高次諧波源并聯(lián)，除濾波作用以外還具有無效補償作用。這類設(shè)備有一些難以克服的缺陷。關(guān)鍵非常容易過載，過載時候燒毀，將會造成功率因素超標(biāo)準(zhǔn)、賠償和處罰。除此之外，無源濾波器控制不了，因而隨之時間的變化，附注脆化或電網(wǎng)負(fù)荷轉(zhuǎn)變會更改串聯(lián)諧振，減少濾波器實際效果。更重要的是，無源濾波器只能濾波一個高次諧波分量(如果有濾波器則只能濾波三次諧波)，從而如果濾波不同的高次諧波頻率，則使用不同的濾波器增加設(shè)備投資。

世界各國有源濾波器品種繁多，能夠追蹤和賠償不一樣頻率和幅度值的脈沖電流，賠償特性不會受到電網(wǎng)特性阻抗的危害。有源電力工程濾波器基礎(chǔ)理論產(chǎn)生于20新世紀(jì)60時代，接著大中小型輸出功率全控集成電路工藝的完善、脈寬調(diào)制控制系統(tǒng)的改善及其根據(jù)瞬時速度無功負(fù)荷基礎(chǔ)理論的諧波電流瞬時速度監(jiān)測方式的明確提出，造成了有源電力工程濾波器的迅速發(fā)展趨勢。其基本概念是監(jiān)測來源于補償目標(biāo)的諧波電流，補償設(shè)備造成與諧波電流尺寸同樣、極性相反的補償電流量頻帶，以相抵原路線脈沖電流源造成的脈沖電流，進而使電力網(wǎng)電流量只包括基波份量。關(guān)鍵一部分是諧波電流超聲波發(fā)生器和自動控制系統(tǒng)，即根據(jù)操縱迅速絕緣層雙極三極管的數(shù)字圖像處理技術(shù)性進行工作中。

現(xiàn)階段，在特殊脈沖電流操縱層面，出現(xiàn)了無源濾波器和有源濾波器相輔相成混和應(yīng)用的方式，充分運用了有源濾波器構(gòu)造簡潔明了、便于保持、低成本、賠償性能好等優(yōu)勢，擺脫了有源濾波器容積大、成本增加的缺陷，并將二者結(jié)合在一起，使全部系統(tǒng)軟件得到優(yōu)良的性能。

2.2 減少回路的阻抗及切斷傳輸線路法 

諧波產(chǎn)生的根本原因是由于非線性負(fù)載的使用，因此，基本解決方案是將產(chǎn)生諧波的負(fù)載的電源線與對諧波敏感的負(fù)載的電源線分開。由非線性負(fù)載產(chǎn)生的失真電流在電纜的阻抗上產(chǎn)生失真電壓降，所合成的失真電壓波形被施加到與其連接在相同線路上的其他負(fù)載，在其中流過高次諧波電流。因而，減少脈沖電流傷害的對策還可以根據(jù)提升電纜線的截面積和減少環(huán)路特性阻抗來保持。目前，國內(nèi)廣泛采用增加變壓器容量、增加電纜橫截面積，特別是增加中性電纜橫截面積、選擇斷路器和熔斷器等保護元件等方法。然而，這種方法不能從根本上消除諧波，反而降低了保護特性和功能，增加了投資，增加了供電系統(tǒng)的隱患。將線性負(fù)載和非線性負(fù)載從同一電源

插口點(PCC)剛開始各自向電源電路供電系統(tǒng)，因而離散系統(tǒng)負(fù)載造成的失幀工作電壓不容易傳輸?shù)骄€形負(fù)載。這是目前治理諧波問題較為理想的解決方案。

2.3應(yīng)用無諧波環(huán)境污染的翠綠色逆變電源

綠色變頻器的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)是輸入輸出電流為正弦波，輸入功率因數(shù)可控，任何負(fù)載下功率因數(shù)都可以設(shè)為1，功率頻率上下的輸出頻率可以任意控制。變頻器內(nèi)置的交流電抗器可以很好地抑制諧波，保護整流橋不受電源電壓瞬時陡波的影響。實踐表明，無電抗器的諧波電流明顯高于有電抗器的諧波電流。為了減少諧波污染造成的干擾，在變頻器的輸出回路安裝噪聲濾波器。當(dāng)變頻器容許時，變頻器的載波頻率減少。此外，在大功率變頻器中，通常使用12脈沖或18脈沖整流，從而通過消除低諧波來降低電源中的諧波含量。例如12脈沖，低的諧波是11次、13次、23次、25次諧波。相近地，針對18個單脈沖，少諧波是第17和第19諧波。

軟啟動器中運用的低諧波技術(shù)性能夠歸納以下:

(1)逆變電源模塊的串聯(lián)乘法選用2個或2個左右串聯(lián)的逆變電源模塊，根據(jù)波型累加清除諧波份量。

(2)整流電路增長。脈寬調(diào)制軟啟動器選用121脈沖、18脈沖或24脈沖整流器來減少脈沖電流。

(3)逆變器電源模塊的串聯(lián)再使用，通過使用30單脈沖串聯(lián)逆變器電源模塊再使用電源電路，可以減小脈沖電流。

(4)選用新的直流變頻調(diào)制方式，如工作電壓矢量素材菱形調(diào)制等。目前許多變頻器廠商非常重視諧波問題，在設(shè)計時技術(shù)上保證了變頻器的綠色化，從根本上解決了諧波問題。

3結(jié)論 

總得來說，人們能夠清晰地了解諧波造成的緣故。在實際操縱層面，人們能夠選用無源濾波器和有源濾波器，減少環(huán)路特性阻抗，斷開諧波傳送相對路徑，開發(fā)設(shè)計和應(yīng)用無諧波環(huán)境污染的翠綠色軟啟動器，將軟啟動器造成的諧波操縱在少范圍之內(nèi)。