变频器产生的谐波电流

变频器产生的谐波电流具有什么特征？

首先需要明确的是，变频器产生谐波电流的根源在于整流电路。不仅是变频器产生谐波电流，任何交直流整流电路都会产生谐波电流。整流电路产生的谐波与整流电路的形式有关，可用下式计算： h = np +/- 1,

式中： h = 谐波的次数，n = 任

意整数，p = 整流器的脉冲数

例如，单相2脉整流电路产生的谐波为：3、5、7、9、11、13等；而3相6脉整流电路产生的谐波电流为5、7、11、13为主。

普通变频器的输入电路为3相6脉整流电路，因此产生的谐波以5、7、11、13为主，如图所示，有些变频器采用12脉整流电路，其谐波中不再含有5次和7次谐波。

变频器产生的谐波电流大小与什么有关?

首先需要明确的一点是，对谐波电流的度量是一个相对值，也就是谐波电流与总电流的比值，称为总谐波电流畸变率（THID）。同一台变频器所产生的谐波电流大小与电源的阻抗有关，电源的阻抗越低（电源越强，或者电源的短路电流越大），THID越大。另外， THID与变频器的负载有关，负载越轻，THID越大（尽管这时谐波电流的绝对值较小）。不同的变频器，功率越小较小的变频器，其THID较大。

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变频器的谐波产生的危害除了电磁干扰,还有什么?

除了对同一个电网上的其它电子设备产生电磁干扰以外，还有以下危害：

 导致发电机或变压器过热，缩短他们的寿命，甚至造成早期损坏，在日本和美国

发生过配电变压器过热燃烧的事故；

 导致功率因数补偿电容过热和损坏，如果补偿电容没有失谐电抗，电容箱会发生

谐振（电压放大），导致电容箱或其他设备损坏；

 导致定速电机过热，进而导致轴承损坏，这个问题在防爆电机中更加突出，增加

了爆炸的危险。在任何情况下，当电压畸变超过产品保证书中的条件时，电机的性能不能得到保证；

 导致保护电路的误动作，影响系统的正常工作；

 由于高频电流的趋肤效应，导致电缆的有效截面积缩小，从而导致电缆过热；  功率因数降低，降低能源利用率；

 如果电源为柴油发电机，会导致发电机的电压调节问题；

变频器的功率因数为什么较低?

功率因数是对负载将电能转换为有用功的度量，在数值上等于有功功率（以kW为单位）与视在功率（以kVA为单位）的比值，这个比值最大为1，意味着有功功率等于视在功率，是电气工程师追求的目标。

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对于传统的线性负载（电阻、电容、电感），只有电阻性负载的功率因数为1，其他负载（电感、电容），功率因数均小于1，这是因为电感导致电流滞后于电压，电容导致电流超前于电压。当电压和电流不同相的情况，在一个周期中，会有负功率，这部分负功率与正功率抵消使总和为零，这部分功率称为无功功率（如左图所示）。这种由于电流与电压之间存在相位差导致的无功功率称为相移无功功率。

对于变频器或其他整流器负载，电流的波形与电压形状不同，不能再用上面的相移概念，而用谐波电流的概念分析功率因数。变频器的工作电流中包含基频电流和高次谐波（5、7、11、13等）电流，基频电流与电压同频同相，产生有功功率；而谐波电流与电压不同频，其产生的都是无功功率（如右图所示）。

由于变频器的谐波电流丰富，因此功率因数很低。例如，6脉整流器的相移功率因数接近为1，但是其总功率因数经常在0.65 – 0.7之间。 改善非线性负载的功率的主要方法是消除谐波电流。 随着电力资源紧张以及电力公司开始对无功功率实施罚款或者收费，提高功率因数已经成为电力公司和用户都关心的问题。

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