变频器工作时产生的谐波危害

变频器是现代工业中广泛应用的设备。由于用变频器控制风机和水泵能够显著节省电能，因此应用口益广泛。但是，变频器工作时产生严重的谐波电流，这已经成为电网的主要污染源。变频器谐波带来的最常见的故障现象是，变压器过热，无功补偿装置损坏，跳闸，同一个电网上的其他电子设备受下扰等等。变频器之所以产生谐波电流，是因为变频器的输入端是整流电路，而整流电路是最典型的谐波源。一般变频器的输入端是三相六脉整流电路，变频器的输入电流波形如图1（a)所示。谐波电流的频谱如图1（b）所示，主要成份是：5、7、11、13、17、19次等（6N士1的规律）。总谐波电流畸变率THID与变频器的品牌、变频器的功率、电网系统的阻抗、变频器的负载等因素有关。

变频器的谐波电流发射还与变频器的负载有关，负载越轻，THID越大。这提示我们不要用功率余量过大的变频器。例如，如果用22kW的变频器驱动11kW
电机的电机时，要比用11kW的变频器驱动产生更大的谐波电流发射。同一台变频器所产生的谐波电流发射与电网的阻抗有关，电网的阻抗越低（电源越强，或者电源的短路电流越大），谐波电流畸变率THID越大，典型的数值如表2所示。表2中，电网的阻抗用额定电流时的电压降来表示，1%表示在额定电流下，电网上的电压降为额定电压的1%。但是，需要注意的是，电网的阻抗较高，变频器的谐波电流较小，决不意味着谐波电流的危害小。因为，当电网的阻抗较高时，会导致更大的谐波电压。而谐波电压是导致其他设备工作异常的主要原因。

变频器的谐波电流与变频器的品牌有关，主要是因为不同品牌的变频器中所使用的滤波电路的不同，这包括，变频器是否内嵌直直流电抗器或交流电抗器、滤波电容的容量大小等。通常，变频器的额定功率越小，产生的谐波电流越严重，表1是不同功率的变频器产生的总谐波电流畸变率THID。需要注意的是，这里讲的谐波电流严重是指谐波电流畸变率THID更大，并不是谐波电流的绝对值更大。了解这个特点很重要，这意味着，大量的小功率变频器同时工作时，他们产生的谐波电流要比同样功率的一台大功率变频器产生的谐波更严重。例如。10台11kW的变频器工作时向电网注入的谐波电流要大于一台110kW变频器工作时问电网注入的谐波电流，尽管他们的总功率相同。变频器是现代工业中广泛应用的设备。由于用变频器控制风机和水泵能够显著节省电能，因此应用日益广泛。但是.变频器工作时产生严重的谐波电流，这已经成为电网的主要污染源。