變頻器在實際的工業(yè)領域應用較為廣泛，以其節(jié)能效果好、自動控制程度高受到了越來越多的關注。但在實際的應用過程中，由于諧波干擾問題，導致變頻器的效果會受到一定的影響，并有可能會對其他的設備造成影響，本文通過對變頻器應用過程中的諧波干擾問題，對其抵制措施進行分析。
    由于在變頻器中使用了整流二極管與晶閘管等器件，在工作時會在輸入輸出電路中產生一定的高次諧波，對于電網將會形成一定的干擾，造成電壓畸變，對鄰近的電氣設備造成影響，對于一些精密的儀器更是作用明顯，最終導致控制對象有準確度出現(xiàn)較大偏差。變頻器多應用于大功率的機電設備中，干擾問題解決不好，將會對整個系統(tǒng)造成嚴重影響，所以需要對諧波干擾問題進行系統(tǒng)研究，并采取相關的措施解干擾問題，達到自動化控制的精確化。
    變頻器分類
    變頻器從結構上來講，主要分為間接變頻器與直接變頻器兩種，間接變頻，顧名思義，則是通過工頻電流進行整流后變?yōu)橹绷?，再通過逆變器變成可控的交流電。直接變頻器則沒有中間的環(huán)節(jié)。間接變頻器是目前應用較多的，從結構上進行細分，主要有三種形式。通過可控整流器對電壓進行改變，把調壓與調頻分布在兩個環(huán)節(jié)中；采用非控制整流器對諧波進行斬截，用脈寬來進行調壓；第三是采用可賓從關斷的全控器件輸出特定波形來形成近似正弦波。
    變頻器諧波產生原理
    諧波主要是指對于周期性的非正弦電量在進行傅立葉級數(shù)分解時除了得到頻率相同的分量外，還能夠得到的大于基本波頻率的分量。諧波是一種干擾分量，對電網造成負面影響。由于變頻器中采用了晶閘管元件，在電網中吸取能量為非連續(xù)正紡波，以脈動的方式向電網獲得電流，反饋回電網后，與系統(tǒng)的脈動電壓疊加形成一定的波形畸變，其中的高頻次諧波將會對供電系統(tǒng)造成一定的干擾。
    諧波干擾分析
    變頻器產生的諧波將沿著輸入線路向上傳導從而進入到電路，對電源上的其余電器形成干擾，另外還可能會向下傳輸，對終端的負載產生影響，變頻器高次諧波通電纜會向空間進行輻射，對電氣設備形成干擾，另外還可能會通過電磁感應、線路間的分布電容進行傳播。
    變頻器在應用過程中，有可能會產生較大的諧波，干擾性更強，它干擾途徑與其他的一般性電磁干擾相同，主要有三種形式，分傳導、感應耦合與電磁輻射。在電網中電動機的定子電壓與電流都是標準的正弦波，運轉平穩(wěn)，但變頻器供電時，諧波部分將會對電機的轉矩造成一定的脈動干擾。電機如果在低速下運轉時，轉速將會非常不均勻，對設備造成噪音，產生較大振動，影響使用壽命。
    抑制諧波干擾的對策分析
    諧波干擾在電網中的影響非常大，對于一些精密實驗室或控制精確的工業(yè)場所，一旦發(fā)生干擾，將會對整個控制系統(tǒng)造成影響，極大降低了準確度，從而影響預定目標。對諧波干擾的抵制主要通過以下幾種方式，首先是抵制這些干擾諧波的產生，另外就是對裝置的功率因素與無功功率補償進行改善，也還可以通過濾波裝置，消除電磁干擾，采取多功能補償一體化方式解決。從這些技術措施上來入手，將會從根本上抵制諧波對電網造成的影響與干擾。
    要想抵制變頻器干擾，可以從供電電源入手，對變頻的供電電源與其他的設備采取獨立供電方式，或者采用隔離變壓器的方式，把變頻器與其他的設備進行隔離，從而在根本上避免變頻器的干擾對其他電氣設備的影響。其次可以通過在變頻器的兩側串入電抗器，從而達到抵制諧波的作用；第三，通過鋼管敷設形成輻射屏蔽層，對諧波輻射進行衰減，不同的信號線采用不同的電纜進行傳輸；第四，所有的信號控制線均采用屏蔽線，與變頻器的回路控制線分開，距離30公分以上。最后是保持變頻器的接地端與大地進行良好連接，不可將變頻器的接地端與其他電氣設備的接地端連在一起后統(tǒng)一接地。
    變頻器抑制諧波干擾案例分析
    武南污水處理廠自控系統(tǒng)構成是五個S7300的PLC站分別通過以太網連接到交換機，然后上位機的intouch通過以太網來讀取各個分站的數(shù)據并對其進行監(jiān)控。氧化溝PLC分站通過Profibus DP連接兩臺ATV61,132KW的變頻器，來控制表曝機的啟動、停止及調節(jié)運行頻率。在運行中，我們發(fā)現(xiàn)攪拌器的控制模塊、顯示數(shù)據會出現(xiàn)無規(guī)律的跳動，引起設備的頻繁啟停，嚴重影響了設備的使用壽命。這種跳動很明顯是由于某種干擾造成的。我們先后從隔離變壓器入手對控制模塊的供電、信號線的屏蔽、屏蔽層接地方面進行了研究，但是沒能解決變頻器的干擾問題。最后經過對設計與設備造型進行仔細分析，在變頻器的應用環(huán)境中控制模塊一次與二次儀表信號采集受到了干擾，電纜作為天線接收了經過控制模塊、屏蔽電纜等線路發(fā)來的干擾信號，自然會產生畸變，信號與干擾混合，無法濾除。最后決定對控制模塊統(tǒng)一改為硬接點的方式控制，弱化干擾信號。通過對排查過程的反思分析，變頻器應用環(huán)境十分復雜，要對湝波進行完全抑制需要從多個方面入手，不僅需要對電路進行充分科學的設計，還需要對設備的選型與連接方式進行充分檢討。

    在變頻器的應用環(huán)境中，諧波干擾將是一個非常重要的問題。正確采取相關的抵制措施將會有助于電網系統(tǒng)運行穩(wěn)定，更好地為現(xiàn)代化工業(yè)控制自動化服務。