1．變頻器諧波產生機理

電源經三相橋路不可控整流成直流電壓信號,經濾波電容濾波及大功率晶體管開關元件逆變為頻率可變的交流信號。在整流回路中,輸入電流的波形為不規則的矩形波,波形按傅立葉級數分解為基波和各次諧波,其中的高次諧波將干擾輸入供電系統。在逆變輸出回路中,輸出電流信號是受PWM載波信號調制的脈沖波形,對于GTR大功率逆變元件,其PWM的載波頻率為2～3kHz,而IGBT大功率逆變元件的PWM最高載頻可達15kHz。同樣,輸出回路電流信號也可分解為只含正弦波的基波和其他各次諧波,而高次諧波電流對負載直接干擾。另外高次諧波電流還通過電纜向空間輻射,干擾鄰近電氣設備。

2．抑制諧波干擾常用的方法

電抗器,或安裝諧波濾波器,濾波器的組成必須是LC型,吸收諧波和增大電源或負載的阻抗,達到抑制諧波的目的。(3)電動機和變頻器之間電纜應穿鋼管敷設或用鎧裝電纜,并與其他弱電信號在不同的電纜溝分別敷設,避免輻射干擾。(4)信號線采用屏蔽線,且布線時與變頻器主回路控制線錯開一定距離(至少20cm以上),切斷輻射干擾。(5)變頻器使用專用接地線,且用粗短線接地,鄰近其他電器設備的地線必須與變頻器配線分開,使用短線。這樣能有效抑制電流諧波對鄰近設備的輻射干擾。

3．抑制諧波干擾實例

液位計讀數偏高,一次表輸入4mA時,液位顯示不是下限值；液位未到設定上限值時,液位計卻顯示上限,致使變頻器接收停機指令,迫使變頻器停止運行。

變壓器,諧波干擾減弱,再將信號線穿入鋼管敷設,并與變頻器主回路線隔開一定距離,經這樣處理后,諧波干擾基本抑制,液位計工作恢復正常。

電位器手調方式,運行某一臺變頻器時,工作正常,兩臺同時運行時,頻率互相干擾,即調節一臺變頻器的電位器對另一臺變頻器的頻率有影響,反過來也一樣。開始我們認為是電位器及控制線故障,排除這種可能后,斷定是諧波干擾引起。

泵,原先機泵是靠自耦降壓啟動工頻運行正常,現改為變頻運行,雖能實現調頻減速功能,但變頻器輸出端到電動機間的輸出線嚴重發熱,電動機外殼溫升加重,經常出現保護跳閘。這是由于變頻器輸出電壓和電流信號中包含PWM高次諧波,而諧波電流在輸出導線和電動機繞線上形成附加功率損耗。