高负载变频器对于高次谐波的问题都有哪些预防方式？

我们在使用低容量的通用型变频器（以下简称-VFD）时，可以发现高次谐波很少成为问题，但当VFD的容量或数量较大时，往往会出现高次谐波电流和高次谐波干扰，因此首先对高次谐波采取适当的对策和预防措施非常重要。

1.改进VFD结构

可以从VFD自身硬件结构或者整个变频系统的建设方式、设备选型等方面考虑，从根本上减少变频系统注入电网的谐波和无功污染。

(1)变频系统的电源独立于其他设备的电源，或在VFD等电气设备的输入侧安装隔离变压器；

(2)整流中采用乘法技术增加脉冲波数，可有效增加特征谐波数，降低特征谐波幅值。对于大容量晶闸管VFD，可以采用这种方法，通过复用抑制流向电源侧的高次谐波；

(3)采用高频整流电路，改善整流波形和功率因数，DC电压可调；

(4)逆变器采用开关频率高的电力电子器件，如MOSFET、IGBT等，可以提高载频比，抑制VFD输出的高频谐波。

(5)在逆变器中采用乘法技术，增加脉冲波数，使输出电流和电压波形更接近正弦波。但重复次数越多，电路越复杂，可靠性越低。三倍频电路可以兼顾输出波形的质量和设备的可靠性，是比较理想的。

2.采用适当的控制策略。

从VFD 控制器来看，我们可以采用更合适的控制策略或者在原有控制策略的基础上做一些优化和改进，从原理上的减少谐波的产生。以实际应用中常用的正弦脉宽调制(SPWM)法和特定谐波消除(SHE)法为例。

根据SPWM的基本理论，当调制波频率为fr，载频为fc，载频比N=fc/fr时，单极SPWM控制在输出电压中产生N-3倍以上的谐波，双极SPWM控制在输出电压中产生N-2倍以上的谐波。例如，当N=25时，22阶以下的谐波全部被单极SPWM控制消除，23阶以下的谐波全部被双极SPWM控制消除。

但当输出电压频率较高时，由于器件开关频率的限制，n的值不可能很大，SPWM控制的优势并不明显。此时选择SHE方式可以输出开关次数相等的高质量电压和电流，降低了对输入输出滤波器的要求。

3.采用滤波电路。

在VFD外采取措施，综合考虑注入电网的VFD的特征谐波和个别VFD的非特征谐波，制定滤波方案，控制污染源。也就是说，先污染，后治理。单独使用滤镜效果并不理想，配合以上两种方法更有效。

(1)如果VFD的输入侧没有配备专用变压器，可以在输入侧连接交流电抗器(ACL ),以增加整流阻抗，抑制高次谐波电流。

(2)在VFD和电网系统之间的电源电路中使用交流滤波器。交流滤波器包括调谐滤波器和二次滤波器。调谐滤波器用于吸收单次谐波，而二次滤波器适用于吸收多次高次谐波。通常，两个滤波器结合使用，以消除单个谐波，同时滤除一个或多个谐波。

(3)在VFD的输出端增加LC滤波器，可以滤除VFD输出的高次谐波，延长PWM的上升沿，降低dV/dt，从而抑制变频的输出过压。如果在外壳上接LC滤波器，还可以滤除VFD output的零序分量，避免零序电压产生的电流通过定子绕组和定转子侧的寄生电容造成电机等设备的损耗