1 前 言 
　　自80年代通用變頻器進入中國市場以來，在短短的十幾年時間里得到了非常廣泛的應用。目前，通用變頻器以其智能化、數(shù)字化、網(wǎng)絡化等優(yōu)點越來越受到人們的青睞。隨著通用變頻器應用范圍的擴大，暴露出來的問題也越來越多，主要有以下幾方面: 
① 諧波問題 
② 變頻器負載匹配問題 
③ 發(fā)熱問題 
　　以上這些問題已經(jīng)引起了有關管理部門和廠礦的注意并制定了相關的技術標準。如諧波問題，我國于1984年和1993年通過了“電力系統(tǒng)諧波管理暫行規(guī)定”及GB/T-14549-93標準，用以限制供電系統(tǒng)及用電設備的諧波污染。針對上述問題，本文進行了分析并提出了解決方案及對策。 

2 諧波問題及其對策 
　　通用變頻器的主電路形式一般由三部分組成:整流部分、逆變部分和濾波部分。整流部分為三相橋式不可控整流器，逆變器部分為IGBT三相橋式逆變器，且輸出為PWM波形。對于雙極性調(diào)制的變頻器，其輸出電壓波形展開式為: 
(1) 
式中:n—諧波的次數(shù)n=1,3,5……; 
a1—開關角， i=1,2,3……N/2; 
Ed—變頻器直流側電壓; 
N—載波比。 
由(1)式可見，各項諧波的幅值為 
(2) 
令n=1，則得出變頻器輸出電壓的基波幅值為: 
(3) 
從(1)、(2)、(3)式可以看出，通用變頻器的輸出電壓中確實含有除基波以外的其他諧波。較低次諧波通常對電機負載影響較大，引起轉矩脈動，而較高的諧波又使變頻器輸出電纜的漏電流增加，使電機出力不足，故變頻器輸出的高低次諧波都必須抑制。 
如前所述，由于通用變頻器的整流部分采用二極管不可控橋式整流電路，中間濾波部分采用大電容作為濾波器，所以整流器的輸入電流實際上是電容器的充電電流，呈較為陡峻的脈沖波，其諧波分量較大。為了消除諧波，可采用以下對策: 
① 增加變頻器供電電源內(nèi)阻抗 
通常情況下，電源設備的內(nèi)阻抗可以起到緩沖變頻器直流濾波電容的無功功率的作用。這種內(nèi)阻抗就是變壓器的短路阻抗。當電源容量相對變頻器容量越小時，則內(nèi)阻抗值相對越大，諧波含量越小；電源容量相對變頻器容量越大時，則內(nèi)阻抗值相對越大，諧波含量越大。對于三菱FR-F540系列變頻器，當電源內(nèi)阻為4%時，可以起到很好的諧波抑制作用。所以選擇變頻器供電電源變壓器時，最好選擇短路阻抗大的變壓器。 
② 安裝電抗器 
安裝電抗器實際上從外部增加變頻器供電電源的內(nèi)阻抗。在變頻器的交流側安裝交流電抗器或在變頻器的直流側安裝直流電抗器，或同時安裝，抑制諧波電流。表一列出了三菱FR-A540變頻器安裝電抗器和不安裝電抗器的含量對照表。 
③ 變壓器多相運行 
通用變頻器的整流部分是六脈波整流器，所以產(chǎn)生的諧波較大。如果應用變壓器的多相運行，使相位角互差30°如Y-△、△-△組合的兩個變壓器構成相當于12脈波的效果則可減小低次諧波電流28%，起到了很好的諧波抑制作用。 
④ 調(diào)節(jié)變頻器的載波比 
從(1)、(2)、(3)式可以看出，只要載波比足夠大，較低次諧波就可以被有效地抑制，特別是參考波幅值與載波幅值小于1時，13次以下的奇數(shù)諧波不再出現(xiàn)。 
⑤ 專用濾波器 
該專用濾波器用于檢測變頻器諧波電流的幅值和相位，并產(chǎn)生一個與諧波電流幅值相同且相位正好相反的電流，通到變頻器中，從而可以非常有效地吸收諧波電流。