引言

我国《节约能源法》第39条规定：“将变频调速列入通用节能技术加以推广。”在工矿企业的众多电力拖动系统中，大多采用异步电动机作为拖动动力。在电力拖动系统的调速节能改造工程中，除优化拖动系统装置的设计外，仍需运用变频调速技术进行节能改造。实现异步电动机的变频调速，这是发明异步电动机百年以来人们翘首以待的“世纪之梦”。变频器具有高效节能、调速精度高、范围宽的特性，可实现异步电动机的软起动。同时还能有效地改善拖动设备的机械性能，这对使用面广、数量多的异步电动机，必将会取得很好经济效益。

但变频器是非线性设备，使用大功率二级管整流，大功率晶体管逆变，运行中必将会引起正弦波的畸变而产生高次谐波。当变频器向电动机输入频率可变的电流时，必然会将含有颇丰的高次谐波电流输入电动机而造成不良影响。为此，必须通过采取一系列的谐波治理措施，将谐波造成影响降到最低，使变频调速的节能技术得到推广应用，从而可取得很好的经济效益。

一、变频调速的优越性

1.变频调速特性好

实现异步电动机的变频调速，是发明异步电动机百年以来人们翘首以待的“世纪之梦”。变频器通过不懈改进、提高和完善，其调速工作特性毫不逊色，即与直流调速系统相比较，某些性能还将超过直流调速。由于频率本身是数字量，即可实现不需外部反馈情况下而获得很硬的机械特性。同时还具有调速精度高、范围宽、起动平滑、性能稳定、维护简便等优点，并易于实现生产过程的自动控制。

2.变频调速系统故障率低

异步电动机拖动系统，可在不更换原电动机条件下，实现变频调速节能技术改造，即在电动机与电源之间接入相配套的变频器，而得到最佳调速效果。其故障低是得益于异步电动机的结构简单、性能稳定、运行可靠，而转子回路内电流不需从外部引入，故出现故障几率很低。

3.变频调速可实现软起动

异步电动机若采用全压直接起动，其起动电流是额定电流的5-7倍，这么大的起动电流将会对拖动设备或电网造成冲击。而采用变频调速起动，其起动电流一般不会超过额定电流的1.5倍，而且起动平滑稳定无冲击，实现异步电动机真正意义上软起动。

4.变频调速会延长设备使用寿命

变频调速在风机、泵类负载中使用，不仅能按负载运行功能要求实现转速条件，而且起动过程中振动和机械噪声很小。变频器用于一般机械设备的调速，在起动、停止、加速、减速等工况下，均不会产生振动和冲击，故可延长机械设备的使用寿命。

5.变频器用于输送机调速时转矩平滑

变频器用于输送机电动机的调速，在负载下加、减速时，也具有性能良好的软起动效果，并且转矩平滑。尤是在重载下起动时，可平稳地提升输出转矩，这是普通减速起动器所无法达到的效果。

二、变频器产生谐波机理

变频器是非线性设备，其主电路一般都采用交—直—交电压逆变方式，外部输入的380V50Hz工频电源，经三相桥式电路整流成直流电压，再电容滤波及大功率晶体管逆变为频率可变的交流电流输出，为需要调速的电动机提供频率可变的电源。根据电动机转速公式n=[(60f)/p](1-s)可知，将输入频率可变的电流，即可实现电动机转速的调节。

变频器的整流回路是由大功率=极管组成电路，输入电流波形为不规则的矩形波，其波形按傅立叶级数进行分解，除了得到与电源基波频率相同的分量外，还有一系列大于电源基波频率分量的高次谐波。

谐波实际上是一种干扰量，系指x一个周期电气量的非正弦波分量，其频率为基波频率的整数倍。每个谐波都有不同的频率、幅值与相角，高次谐波频率与基波频率的比值称为谐波次数，有偶次谐波与奇次谐波之分。一般讲奇次谐波造成危害比偶次谐波更大，在三相整流负载中出现谐波为3、5、7、 11、13……次谐波。
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