谐波抑制与无功补偿

⑤电压谐波会导致感应电动机的额外损耗。高次谐波导致的扭矩脉动在联轴器和轴承处会产生磨损和裂纹。由于电机速度是固定的 ，谐波中储藏的能量就以额外的热量形式散发了，导致设备过早老化。

凡是在电源|稳压器侧有整流回路的，都将因其非线性而产生高次谐波。变频器的主电路一般为交－直－交组成， 外部输入380V/50HZ的工频电源经晶闸管三相桥路整流成直流，经电容器滤波后逆变为频率可变的交流电。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高次谐波，谐波次数通常为6N±1（N为自然常数）。如果电源侧电抗充分小、换流重叠μ 可以忽略，那么第K次高次谐波电流的有效值为基波电流的1/K。

非线形负荷产生的谐波电流注入电网，使变压器低压侧谐波电压升高，低压侧负荷由于谐波干 扰而影响正常工作，另一方面谐波电压又通过供电变压器传递到高压侧干扰其它用户。

谐波抑制与无功补偿

由于谐波电流使开关设备在起动瞬间产 生很高的电流变化率，使暂态恢复峰值电压增大，破坏绝缘，还会引起开关跳脱、引起误动作。

高频谐波电流会在导体中引起集肤效应，产生额外温升增加铜耗。 特别是零序的3次谐波电流在中性线中是相互叠加的，使供电系统中的中性线电流很大，有的中性线上的电流还会超过相电流，使中性线发热 ，加速绝缘层老化，甚至引起火灾。此外当中性线上有较大的谐波电流时，导线的阻抗能产生大的中性线电压降，干扰各种微电子系统的正 常工作。

在实际工业生产中为消除变频器高次谐 波对电气设备的干扰，主要从抑制干扰源、切断干扰对系统的耦合通道并且避免功率补偿电容器与系统谐振二个方面解决。

（1）、在变频器交流输入侧安装交流电抗器，增大整流阻抗使整流重叠角增大，减小高次谐波电流。（2）、使所有的信号线很好 地绝缘，使其不可能漏电，这样，防止由于接触引入干扰。（3）、将不同种类的信号线隔离铺设（在不同一电缆槽中，划用隔板隔开），可 根据信号不同类型将其按抗噪声干扰的能力分成几等，单独走电缆或电缆槽。

谐波对连接在功率因数电路中的电容器是非常危险的。电容器的电 容与电网的电感形成了一个谐振电路，通常这个谐振电路的自谐振频率一般位于250和500Hz之间，即在5次和7次谐波范围内。当电网中存在 的谐波频率与自谐振频率相近时，有可能使谐波电流放大到正常的20倍左右。受谐波影响的电网不能采用常规的电容器来做无功补偿。

滤波器能有效地抑制谐波的传导干扰。在低压电网中，当谐波电流畸变率 THD_I>10%，或谐波电压畸变率THD_V>3%时，可考虑安装谐波滤波器。对于不同的谐波源和电气设备，可考虑安装相应的滤波设备。

1.标称电容 量（CR）。电容器产品标出的电容量值。云母和陶瓷介质电容器的电容量较低（大约在5000pF以下）；纸、塑料和一些陶瓷介质形式的电容 器居中（大约在0.005uF~1.0uF）；通常电解电容器的容量较大。这是一个粗略的分类法。

谐波抑制与无功补偿

3.额定电压（UR）。在下限类别温度和额定温度之间的任一温度下，可以连续施加在电容器上的最大直 流电压或最大交流电压的有效值或脉冲电压的峰值。电容器应用在高电压场和时，必须注意电晕的影响。电晕是由于在介质/电极层之间存在 空隙而产生的，它除了可以产生损坏设备的寄生信号外，还会导致电容器介质击穿。在交流或脉动条件下，电晕特别容易发生。对于所有的 电容器，在使用中应保证直流电压与交流峰值电压之和不得超过电容器的额定电压。 4.损耗角正切（tgδ）。在规定频率的正弦电压下，电 容器的损耗功率除以电容器的无功功率为损耗角正切。在实际应用中，电容器并不是一个纯电容，其内部还有等效电阻，它的简化等效电路 如附图所示。对于电子设备来说，要求RS愈小愈好，也就是说要求损耗功率小，其与电容的功率的夹角要小。

在晶闸管处于阻断状态下，因各层相距很近，其J2结结面相当于一 个电容C0。当晶闸管阳极电压变化时，便会有充电电流流过电容C0，并通过J3结，这个电流起了门极触发电流作用。如果晶闸管在关断时， 阳极电压上升速度太快，则C0的充电电流越大，就有可能造成门极在没有触发信号的情况下，晶闸管误导通现象，即常说的硬开通，这是不 允许的。因此，对加到晶闸管上的阳极电压上升率应有一定的限制。