变频器谐波干扰解决方案

  变频器是目前工业传动领域内应用非常广泛的设备，但由于变频器电路的开关特性，其本质就决定了它就是非线性负载，也就是我们平常所说的谐波源。在现场中，变频器往往都不是独自运行的，其周围比较常见的就是计算机和传感器、仪器仪表等。于是，我们经常会遇到这类问题：变频器不工作的时候，计算机、传感器、仪器仪表等都可以正常运行，一旦变频器开始运行后，计算机、传感器、仪器仪表等就会出现各式各样的问题，像什么显示数据及其不稳定、通讯中断等等，这些问题的出现，很显然是变频器在运行过程中产生的谐波导致的。那么，该如何来解决变频器的干扰问题呢？下面，绿波杰能就根据其近20年来一直专注变频器谐波治理的过程中总结出来的一些经验，来和大家一起讨论。

变频器输入侧电流波形实测图	变频器输入侧电压波形实测图	变频器输出侧电流波形实测图	变频器输出侧电压波形实测图

  一、变频器输入端谐波干扰抑制方案
  变频器输入端的电磁谐波干扰，可以通过绿波杰能自主研发、生产、销售的如下器件进行抑制：
  1、MLAD-V-SR系列变频器输入端专用滤波器
  2、MLAD-VR-SR系列变频器输入端专用电抗器
  3、MLAD-VR-DR系列变频器专用直流平波电抗器
  4、MLAD-GFC系列LCL谐波滤波器
  5、MLAD-APF系列有源电力谐波滤波器
  6、MLAD-MR系列磁环滤波器
  7、MLAD-ZR系列零相电抗器

  二、变频器输入端谐波抑制器件综合对比表

绿波杰能产品图片	绿波杰能产品名称	绿波杰产品系列	滤波效果	占地面积	投资额
	变频器输入端专用滤波器	MLAD-V-SR	30~50%	小	较低
	变频器进线侧专用电抗器	MLAD-VR-SR	30~50%	小	较低
变频器输入端专用滤波器	变频器专用直流平波电抗器	MLAD-VR-DR	30~50%	小	较低
变频器输入端专用滤波器	LCL谐波滤波器	MLAD-GFC	THD≤5%或10%(可定制)	较大	较高
变频器输入端专用滤波器	有源电力谐波滤波器	MLAD-APF	THD≤5%	大	很高
变频器输入端专用滤波器	磁环滤波器	MLAD-MR	＜30%	小	低
变频器输入端专用滤波器	零相电抗器	MLAD-ZR	＜30%	小	低

  三、变频器输出端的谐波干扰解决方案
  变频器输出端的电磁谐波，可以应用绿波杰能自主研发、生产、销售的如下器件进行滤除：
  1、MLAD-V-SC系列变频器输出端专用滤波器
  2、MLAD-VR-SC系列变频器出线侧专用电抗器
  3、MLAD-DW系列Du/Dt滤波器
  4、MLAD-SW系列正弦波滤波器
  5、MLAD-ZR系列零相电抗器
  6、MLAD-MR系列磁环滤波器

  四、变频器输出端谐波抑制器件综合对比表

  五、变频器输入端的谐波干扰解决方案
  除了以上提到的变频器输入端谐波解决方案以及变频器输出端谐波解决方案之外，还可以通过如下方式方法来解决变频器的谐波干扰问题：
  1、接地
  变频器必须使用单独的、符合相关标准的接地，接地线应该尽可能的端，其线径应该≥主线径的一半；
  2、载波频率
  选择合适的载波频率也是解决变频器谐波干扰的方法之一，必要的情况下，可以增加或者是减少变频器的载波频率，如果可调的话；
  3、屏蔽线
  屏蔽线路对于射频谐波有较好的抑制作用，在主线路长≤50m的情况下，应该尽可能选择屏蔽效果较好的屏蔽线路；对于通讯线路，可以选用屏蔽双绞线来屏蔽外界的电磁干扰，屏蔽线可以单端接地或者是双端接地；
  4、布线
  布线应该本着“横平竖直”的原则；强电和弱电不能平行布线，必要时，应采用十字交叉法进行布线；输入线路和输出线路不能捆扎到一起；

  六、变频器输入侧谐波产生机理
  变频器的主电路一般为交一直一交组成，外部输入380V/50Hz的工频电源经三相桥路不可控整流成直流电压，经电容滤波及大功率晶体管开关元件逆变为频率可变的交流电压。在整流回路中，输入电流的波形为不规则的矩形波，波形按傅立叶级数分解为基波和各次谐波，谐波次数通常为6n±1次高次谐波，其中的高次谐波将干扰输入供电系统。如果电源侧电抗充分小、换流重叠角"可以忽略，那么n次高次谐波为基波电流的1/n。

  七、变频器输出端的谐波干扰解决方案
  除了以上提到的变频器输入端谐波解决方案以及变频器输出端谐波解决方案之外，还可以通过如下方式方法来解决变频器的谐波干扰问题：
  1、接地
  变频器必须使用单独的、符合相关标准的接地，接地线应该尽可能的端，其线径应该≥主线径的一半；
  2、载波频率
  选择合适的载波频率也是解决变频器谐波干扰的方法之一，必要的情况下，可以增加或者是减少变频器的载波频率，如果可调的话；
  3、屏蔽线
  屏蔽线路对于射频谐波有较好的抑制作用，在主线路长≤50m的情况下，应该尽可能选择屏蔽效果较好的屏蔽线路；对于通讯线路，可以选用屏蔽双绞线来屏蔽外界的电磁干扰，屏蔽线可以单端接地或者是双端接地；
  4、布线
  布线应该本着“横平竖直”的原则；强电和弱电不能平行布线，必要时，应采用十字交叉法进行布线；输入线路和输出线路不能捆扎到一起；

  八、变频器输出侧谐波产生机理
  变频器的主电路一般为交一直一交组成，外部输入380V/50Hz的工频电源经三相桥路不可控整流成直流电压，经电容滤波及大功率晶体管开关元件逆变为频率可变的交流电压。在逆变输出回路中，输出电流信号是受PWM载波信号调制的脉冲波形。对于GTR大功率逆变元件，其PWM的载波频率为2-3kHz，而IGBT大功率逆变元件的PWM最高载频可达15kHz。同样，输出回路电流信号也可分解为只含基波和其他各次谐波。