一

变频器的优势

变频器的出现为工业自动化控制、电机节能带来了革新，工业生产中几乎离不开变频器。即使在我们的日常生活中，电梯、变频空调也成为不可缺少的部分，变频器已经开始渗入到生产、生活的各个角落。

变频调速已被公认为是最理想、最有发展前途的调速方式之一，采用通用变频器构成变频调速传动系统的主要目的，一是为了满足提高劳动生产率、改善产品质量、提高设备自动化程度、提高生活质量及改善生活环境等要求；二是为了节约能源、降低生产成本。用户根据自己的实际工艺要求和运用场合选择不同类型的变频器。

                                二

变频器的原理和组成

变频器是将电网电压提供的恒压恒频转换成电压和频率都可以通过控制改变的转换器，使电动机可以在变频电压的驱动下发挥更好的工作性能。变频器主要由整流（交流变直流）、滤波、再次整流（直流变交流）制动单元、驱动单元、检测单元微处理单元等组成的。

                                 三

变频器应用带来的问题

变频器的广泛应用，在改变人们生活的同时，也带来了许多前所未有困扰，典型的现象包括：变频器工作时，继电保护器误动作; 变频器工作时，PLC工作异常、仪表读数错误; 工厂安装了变频器后，无功补偿电容不能投切或者烧毁; 工厂安装了变频器后，原来的配电系统不再满足要求，电缆、变压器过热，配电盘跳闸，变压器噪声增加; 变频器驱动的电机，发热严重、噪声增加; 变频器驱动的电机，绝缘容易损坏，轴承容易损坏

                               四

变频器谐波如何产生的

变频器之所以带来这些问题，是由变频器的工作原理所决定的。变频器主要由两部分组成：整流器和逆变器，整流器和逆变器是导致上述现象的根本原因。整流器工作时产生谐波电流，这在前面已经进行了充分的讨论。逆变器对直流电压进行控制，产生脉宽调制(PWM)波，PWM电压波形是电磁干扰和损伤电机的根本原因，如图1所示。

1、变频器输入端谐波产生机理

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。

2、变频器输出端谐波产生机理

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。

综上所述，变频器产生的谐波主要是3、5、7、11、13次！

                                五

变频器谐波治理

变频器运行产生的谐波频次多，谐波容量变化较快，不适合无源滤波方式治理，建议采用有源滤波器治理。有源滤波器通过外部电流互感器实时采集电流信号，通过内部检测电路分离出其中的谐波部分，通过IGBT功率变换器产生与系统中的谐波大小相等相位相反的补偿电流，实现滤除谐波的功能。

                                 六

                     ZRsine系列有源滤波器特点

ZRsine有源滤波器能够完全满足变频器的谐波治理环境，可以将谐波补偿到5%以内，满足国标要求。其主要特点有：

模块化设计，任意模块故障不会影响其它模块的正常工作，极大提高了整机设备的可靠性； 

可同时滤除2~50次以下的谐波电流，满载时使电网侧电流畸变率THDi<3%,半载时THDi<4%；

无功补偿可使功率因数达到1；可校正三相电流不平衡到完全平衡；

滤波、补偿无功、补偿三相不平衡可单选或多选，并可设置功能的优先次序；采用滑动窗迭代DFT检测算法，计算速度快，瞬时响应时间小于0.1ms,装置补偿全响应时间小于10ms；在现场可与任意LC无源设备并联，而不会发生谐振；

采用可靠的限流控制环节，当系统中的待补偿电流大于有源滤波器的装置容量时，装置能够自动限流在100%容量输出，维持正常工作，不会出现过载烧毁等故障

主电路采用三桥臂的三电平结构，输出波形质量高，开关损耗低