變頻器應用中的諧波及影響
發布時間：2019-08-02 15:33:26來源：
變頻器選型時，電氣網友經常會遇到這樣一些技術要求，如技術要求中明確要求所選變頻器產生的電壓諧波和電流諧波必須要符合中國國家公用電網諧波標準和國際IEEE519等標準要求，具體數值是總的電壓諧波畸變率和總的電流諧波率要低于5%，針對這個要求，哪些變頻器能符合這些標準要求呢？這個問題可能不僅會困惑很多銷售，同時也可能讓很多電氣工程師很糾結，所以在本次論壇上我們歡迎各位網友能夠積極探討，加上理論分析和實測諧波大小，能夠讓各位網友明確以下基本概念，正確選擇變頻器，降低變頻器對電網的干擾。
什么是諧波
諧波產生的根本原因是由于非線性負載所致。當電流流經負載時，與所加的電壓不呈線性關系，就形成非正弦電流，從而產生諧波。諧波頻率是基波頻率的整倍數，根據法國數學家傅立葉(M．Fourier)分析原理證實，任何重復的波形都可以分解為含有基波頻率和一系列為基波倍數的諧波的正弦波分量。諧波是正弦波，每個諧波都具有不同的頻率，幅度與相角。諧波可以I區分為偶次與奇次性，第3、5、7次編號的為奇次諧波，而2、4，6、8等為偶次諧波，如基波為50Hz時，2次諧波為100Hz，3次諧波則是150Hz。一般地講，奇次諧波引起的危害比偶次諧波更多更大。在平衡的三相系統中，由于對稱關系，偶次諧波已經被消除了，只有奇次諧波存在。對于三相整流負載，出現的諧波電流是6n±1次諧波，變頻器主要產生5、7次諧波。
諧波電流計算方法
計算步驟
步驟1：根據國家標準和實際變壓器的短路容量計算所允許的各次諧波電流，具體公式為
Ih=IGB（Sr/Sj）
式中：Ih為各次諧波電流允許限值；IGB為基準短路容量下各次諧波電流限值；Sr為實際短路容量，MVA；Sj為基準短路容量，380V時取10MVA。
同一公共連接點的每個用戶向電網注入的諧波電流允許值按此用戶在該點的協議容量或比較大負荷容量與其供電設備容量之比進行分配。如果簡單地用諧波電流算術和的方法，得到的結果往往過于保守，會造成資源的浪費。推薦使用偽平方求和的方法，即有
Ihi=Ih（Si/St）1/a
式中：Si為用戶的用電協議容量或比較大負荷容量，MVA；St為供電設備容量，MVA；Ihi為折算后的各次諧波電流允許值；a為相位疊加系數，各次諧波的相位疊加系數可按相關表格查得。
步驟2：額定電流折算
I’e=Ie×（0.38標準電壓）
式中：I’e為折算后的額定電流；Ie為變頻器的額定電流。
步驟3：根據諧波電流含量表以及變頻器的電路形式來確定各次諧波電流的大小，并和步驟1的結果相比較，判斷是否符合國標。計算公式如下：
Ih=I’e×諧波含量（%）×負載率
如果不符合國標，則應采用其他的對策，如使用電抗器、添加諧波補償設備等。
諧波的限制標準
關于諧波的常用標準是GB-T14549和IEEE519以及GB-T17625。
GB-T14549是中國國內標準，是針對電網提出的諧波限制要求。電力公司使用這個標準來保證公共電網的質量滿足要求。IEEE519是對應于GB-T14549的國際標準，作為“電力系統中的諧波控制推薦實施和要求”，這個標準的目的是為處理靜止功率補償器和其他非線性負載產生的諧波提供指南，從而避免電網質量問題。比較近隨著變頻器和其他非線性負載增加，電力公司開始推行這個標準。如不采取諧波處理措施，大部分變頻器不能滿IEEE519要求。
GB-T17625是針對接入電網的設備提出的諧波限制要求，當接入電網的設備滿足這個標準時，就不會對電網造成危害。因此，設備制造商有義務使所制造的設備滿足這個標準的要求，電力公司有權利限制不滿足GB-T17625的設備接入電網。
另一方面，設備的采購方有權利要求所采購的設備滿足GB-T17625，否則，企業會承受巨大的經濟損失。企業承受的經濟損失來自兩個方面。第一，設備在運行時，會對用戶的內部電網產生危害，造成制造系統的故障，降低產量，增加廢品率；第二，設備運行后，企業不能滿足GB-T14549的要求，需要對電力公司承擔責任，接受處罰。
綜上所述，GB14549體現了電力公司與電力用戶之間的責任關系。GB17625體現了設備制造商與設備用戶之間責任關系。
一、在變頻器輸入側的對策
1、變頻系統的供電電源與其他設備的供電電源相互獨立，或在變頻器和其他用電設備的輸入側安裝隔離變壓器，切斷諧波電流。
2、設置交流電抗器。在電源與變頻器輸入側之間串聯交流電抗器，這樣可使整流阻抗增大來有效抑制高次諧波電流，提高輸入電源的功率因數，使進線電流的波形畸變大約降低30%～50%，是不加電抗器諧波電流的一半左右。
3、設置交流濾波器。濾波器串聯在變頻器輸入側，由電感線圈組成，通過增大電路的阻抗減小頻率較高的諧波電流。目前諧波抑制的一個重要趨勢是采用有源電力濾波器。它串聯或是并聯于主電路中，實時從補償對象中檢測出諧波電流，由補償裝置產生一個與該諧波電流大小相等、方向相反的補償電流，從而使電網電流只含基波分量。這種濾波器能對頻率和幅值都變化的諧波進行跟蹤補償，其特性不受系統的影響，無諧波放大的危險，因而備受關注。
二、采用多相脈沖整流
在條件允許或是要求諧波限制在比較小的情況下，可采用多相整流的方法。12相脈沖整流THDV大約為10%～15%，18相脈沖整流的THDV約為3%～8%，滿足國際標準的要求。缺點是需要專用變壓器，不利于設備的改造，價格較高。
三、屏蔽干擾源
屏蔽干擾源是抑制干擾的比較有效的方法。通常變頻器本身用鐵殼屏蔽，不讓其電磁干擾泄漏；輸出線比較好用鋼管屏蔽，特別是以外部信號控制變頻器時，要求信號線盡可能短(一般為20m以內)，且信號線采用雙芯屏蔽，并與主電路線(AC380V)及控制線(AC220V)完全分離，決不能放于同一配管或線槽內，周圍電子敏感設備線路也要求屏蔽。為使屏蔽有效，屏蔽罩必須可靠接地。正確的接地既可以使系統有效地抑制外來干擾，又能降低設備本身對外界的干擾。對于變頻器，主回路端子PE的正確接地是減小變頻器干擾的重要手段，因此在實際應用中一定要非常重視。變頻器接地導線的截面積一般應不小于2.5mm，長度控制在20m以內。建議變頻器的接地與其他動力設備接地點分開，不能共地。
四、變頻器諧波的治理可采用以下方法：
（1）變頻器的隔離、屏蔽、接地：變頻器系統的供電電源與其它設備的供電電源相互獨立。或在變頻器和其它用電設備的輸入側安裝隔離變壓器?；蛘邔⒆冾l器放入鐵箱內，鐵箱外殼接地。同時變頻器輸出電源應盡量遠離控制電纜敷設（不小于50mm間距），必須靠近敷設時盡量以正交角度跨越，必須平行敷設時盡量縮短平行段長度（不超過1mm），輸出電纜應穿鋼管并將鋼管作電氣連通并可靠接地。作
（2）加裝交流電抗器和直流電抗器：當變頻器使用在配電變壓器容量大于500KVA，且變壓器容量大于變頻器容量的10倍以上，則在變頻器輸入側加裝交流電抗器。而當配電變壓器輸出電壓三相不平衡，且不平衡率大于3%時，變頻器輸入電流峰值很大，會造成導線過熱，則此時需加裝交流電抗器。嚴重時則需加裝直流電抗器。）
（3）加裝無源濾波器：將無源濾波器安裝在變頻器的交流側，無源濾波器由L、C、R元件構成諧波共振回路，當LC回路的諧波頻率和某一次高次諧波電流頻率相同時，即可阻止高次諧波流入電網。無源濾波器特點是投資少、頻率高、結構簡單、運行可靠及維護方便。無源濾波器缺點是濾波易受系統參數的影響，對某些次諧波有放大的可能、耗費多、體積大。直
（4）加裝有源濾波器：早在70年代初，日本學者就提出有源濾波器的概念，由源濾波器通過對電流中高次諧波進行檢測，根據檢測結果輸入與高次諧波成分具有相反相位電流，達到實時補償諧波電流的目的。與無源濾波器相比具有高度可控性和快速響應性，有一機多能特點。且可消除與系統阻抗發生諧振危險。也可自動跟蹤補償變化的諧波。但存在容量大，價格高等特點。公
（5）加裝無功功率靜止型無功補償裝置：對于大型沖擊性負荷，可裝設無功功率的靜止型無功補償裝置，以獲得補償負荷快速變動的無功需求，改善功率因數，濾除系統諧波，減少向系統注入諧波電流，穩定母線電壓，降低三相電壓不平衡度，提高供電系統承受諧波能力。而其中以自飽和電抗型（SR型）的效果比較好，其電子元件少，可靠性高，反應速度快，維護方便經濟，且我國一般變壓器廠均能制造。元
（6）線路分開：因電源系統內有阻抗，所以諧波負荷電流將造成電壓波形的諧波電壓畸形。把產生諧波的負荷的供電線路和對諧波敏感的負荷供電線路分開，線性負荷和非線性負荷從同一電源接口點PCC開始由不同的電路饋電，使非線性負荷產生的畸變電壓不會傳導到線性負荷上去。
（7）電路的多重化、多元化：逆變單元的并聯多元化是采用2個或多個逆變單元并聯，通過波形移位疊加，抵消諧波分量；整流電路的多重化是采用12脈波、18脈波、24脈波整流，可降低諧波成分；功率單元的串聯多重化是采用多脈波（如30脈波的串聯），功率單元多重化線路也可降低諧波成分。此外還有新的變頻調制方法，如電壓矢量的變形調制。，
（8）變頻器的控制方式的完善：隨著電力電子技術、微電子技術、計算機網絡等高新技術發展，變頻器控制方式有了以下發展：數字控制變頻器，變頻器數字化采用單片機MCS51或80C196MC等，輔助以SLE4520或EPLD液晶顯示器等來實現更加完善的控制性能；多種控制方式結合，單一的控制方式有著各自的缺點，如果將這些單一控制方式結合起來，可以取長補短，從而達到降低諧波提高效率的功效。止
（9）使用理想化的無諧波污染的綠色變頻器：綠色變頻器的品質標準是：輸入和輸出電流都是正弦波，輸入功率因數可控，帶任何負載使都能使功率因數為1，可獲得工頻上下任意可控的輸出功率。
五、變頻器電抗器的選擇問題
1， 額定交流電流的選擇
額定交流電流是從發熱方面設計電抗器的長期工作電流，同時應該考慮足夠的高次諧波分量。即輸出電抗器實際流過的電流是變頻器電機負載的輸出電流。
2， 電壓降
電壓降是指50HZ時，對應實際額定電流時電抗器線圈兩端的實際電壓降。通常選擇電壓降在4V~8V左右。
3， 電感量的選擇
電抗器的額定電感量也是一個重要的參數！若電感量選擇不合適，會直接影響額定電流下的電壓降的變化，從而引起故障。而電感量的大小取決于電抗器鐵芯的截面積和線圈的匝數與氣隙的調整。
輸出電抗器電感量的選擇是根據在額定頻率范圍內的電纜長度來確定，然后再根據電動機的實際額定電流來選擇相應電感量要求下的鐵芯截面積和導線截面積，才能確定實際電壓降。
4，對應額定電流的電感量與電纜長度：
電纜長度 額定輸出電流 電感量
300米 100A 46μH
200A 23μH
250A 16μH
300A 13μH
600米 100A 92μH
200A 46μH
250A 34μH
300A 27μH
理想的電抗器在額定交流電流及以下，電感量應保持不變，隨著電流的增大，而電感量逐漸減小。
當額定電流大于2倍時，電感量減小到額定電感量的0.6倍。
當額定電流大于2.5倍時，電感量減小到額定電感量的0.5倍。
當額定電流大于4倍時，電感量減小到額定電感量的0.35倍。
六、降低變頻器諧波可以采用以下方法：
1）變頻器的隔離、屏蔽、接地：變頻器系統的供電電源與其它設備的供電電源相互獨立。 或在變頻器和其它用電設備的輸入側安裝隔離變壓器?；蛘邔⒆冾l器放入鐵箱內，鐵箱外殼接地。同時變頻器輸出電源應盡量遠離控制電纜敷設（不小于50mm間距），必須靠近敷設時盡量以正交角度跨越，必須平行敷設時盡量縮短平行段長度（不超過1 mm ），輸出電纜應穿鋼管并將鋼管作電氣連通并可靠接地。
2）加裝交流電抗器和直流電抗器：當變頻器使用在配電變壓器容量大于500KVA ，且變壓器容量大于變頻器容量的10倍以上，則在變頻器輸入側加裝交流電抗器。而當配電變壓器輸出電壓三相不平衡，且不平衡率大于3% 時，變頻器輸入電流峰值很大，會造成導線過熱，則此時需加裝交流電抗器。嚴重時則需加裝直流電抗器。
3）加裝無源濾波器：將無源濾波器安裝在變頻器的交流側，無源濾波器由 L、C、R元件構成諧波共振回路，當 LC 回路的諧波頻率和某一次高次諧波電流頻率相同時，即可阻止高次諧波流入電網。無源濾波器特點是投資少、頻率高、結構簡單、運行可靠及維護方便。無源濾波器缺點是濾波易受系統參數的影響，對某些次諧波有放大的可能、耗費多、體積大。
4）加裝有源濾波器：早在70年代初，日本學者就提出有源濾波器的概念，由源濾波器通過對電流中高次諧波進行檢測，根據檢測結果輸入與高次諧波成分具有相反相位電流，達到實時補償諧波電流的目的。與無源濾波器相比具有高度可控性和快速響應性，有一機多能特點。且可消除與系統阻抗發生諧振危險。也可自動跟蹤補償變化的諧波。但存在容量大，價格高等特點。
5）加裝無功功率靜止型無功補償裝置：對于大型沖擊性負荷，可裝設無功功率的靜止型無功補償裝置，以或得補償負荷快速變動的無功需求，改善功率因數，濾除系統諧波，減少向系統注入諧波電流，穩定母線電壓，降低三相電壓不平衡度，提高供電系統承受諧波能力。而其中以自飽和電抗型( SR型 ) 的效果比較好，其電子元件少，可靠性高，反應速度快，維護方便經濟，且我國一般變壓器廠均能制造。
6）線路分開：諧波產生的根本原因是由于使用了非線性負載，因此，解決的根本辦法是把產生諧波的負載的供電線路和對諧波敏感的負載的供電線路分開。由于非線性負載引起的畸變電流在電纜的阻抗上產生一個畸變電壓降，而合成的畸變電壓波形加到與此同一線路上所接的其它負載，引起諧波電流在其上流過。因此，減少諧波危害的措施也可從加大電纜截面積，減少回路的阻抗方式來實現。可以將線性負載與非線性負載從同一電源接口點(PCC)就開始分別的電路供電，這樣可以使由非線性負載產生的畸變電壓不會傳導到線性負載上去。這是目前治理諧波問題較為理想的解決方案。
7）電路的多重化、多元化：逆變單元的并聯多元化是采用2個或多個逆變單元并聯，通過波形移位疊加，抵消諧波分量；整流電路的多重化是采用12脈波、18脈波、24脈波整流，可降低諧波成分；功率單元的串聯多重化是采用多脈波（如30脈波的串聯），功率單元多重化線路也可降低諧波成分。此外還有新的變頻調制方法，如電壓矢量的變形調制。
8）變頻器的控制方式的完善：隨著電力電子技術、微電子技術、計算機網絡等高新技術發展，變頻器控制方式有了以下發展：數字控制變頻器，變頻器數字化采用單片機MCS51或80C196MC等,輔助以 SLE4520或EPLD液晶顯示器等來實現更加完善的控制性能；多種控制方式結合，單一的控制方式有著各自的缺點，如果將這些單一控制方式結合起來，可以取長補短，從而達到降低諧波提高效率的功效。
9）使用理想化的無諧波污染的綠色變頻器：綠色變頻器的品質標準是：輸入和輸出電流都是正弦波，輸入功率因數可控，帶任何負載使都能使功率因數為1，可獲得工頻上下任意可控的輸出功率。變頻器內置的交流電抗器，它能很好的抑制諧波，同時可以保護整流橋不受電源電壓瞬間尖波的影響，實踐表明，不帶電抗器的諧波電流明顯高于帶電抗器產生的諧波電流。為了減少諧波污染造成的干擾，在變頻器的輸出回路安裝噪聲濾波器。并且在變頻器答應的情況，降低變頻器的載波頻率。另外，在大功率變頻器中，通常使用12脈沖或18脈沖整流，這樣在電源中，通過消除比較低次諧波來減少諧波含量。
綜上所述，可以了解變頻器以及變頻器諧波產生的機理，變頻器諧波以及其危害性，以及采用變頻器隔離、接地或采用無源濾波器、有源濾波器、加設無功補償裝置以及綠色變頻器等方法。隨著電力電子技術以及微電子技術等技術的飛速發展，在治理諧波問題上將會邁上一個新的臺階，將變頻器產生的諧波控制在比較小范圍之內以達到抑制電網污染，提高電能質量。
什么是諧波
諧波產生的根本原因是由于非線性負載所致。當電流流經負載時，與所加的電壓不呈線性關系，就形成非正弦電流，從而產生諧波。諧波頻率是基波頻率的整倍數，根據法國數學家傅立葉(M．Fourier)分析原理證實，任何重復的波形都可以分解為含有基波頻率和一系列為基波倍數的諧波的正弦波分量。諧波是正弦波，每個諧波都具有不同的頻率，幅度與相角。諧波可以I區分為偶次與奇次性，第3、5、7次編號的為奇次諧波，而2、4，6、8等為偶次諧波，如基波為50Hz時，2次諧波為100Hz，3次諧波則是150Hz。一般地講，奇次諧波引起的危害比偶次諧波更多更大。在平衡的三相系統中，由于對稱關系，偶次諧波已經被消除了，只有奇次諧波存在。對于三相整流負載，出現的諧波電流是6n±1次諧波，變頻器主要產生5、7次諧波。
諧波電流計算方法
計算步驟
步驟1：根據國家標準和實際變壓器的短路容量計算所允許的各次諧波電流，具體公式為
Ih=IGB（Sr/Sj）
式中：Ih為各次諧波電流允許限值；IGB為基準短路容量下各次諧波電流限值；Sr為實際短路容量，MVA；Sj為基準短路容量，380V時取10MVA。
同一公共連接點的每個用戶向電網注入的諧波電流允許值按此用戶在該點的協議容量或比較大負荷容量與其供電設備容量之比進行分配。如果簡單地用諧波電流算術和的方法，得到的結果往往過于保守，會造成資源的浪費。推薦使用偽平方求和的方法，即有
Ihi=Ih（Si/St）1/a
式中：Si為用戶的用電協議容量或比較大負荷容量，MVA；St為供電設備容量，MVA；Ihi為折算后的各次諧波電流允許值；a為相位疊加系數，各次諧波的相位疊加系數可按相關表格查得。
步驟2：額定電流折算
I’e=Ie×（0.38標準電壓）
式中：I’e為折算后的額定電流；Ie為變頻器的額定電流。
步驟3：根據諧波電流含量表以及變頻器的電路形式來確定各次諧波電流的大小，并和步驟1的結果相比較，判斷是否符合國標。計算公式如下：
Ih=I’e×諧波含量（%）×負載率
如果不符合國標，則應采用其他的對策，如使用電抗器、添加諧波補償設備等。
諧波的限制標準
關于諧波的常用標準是GB-T14549和IEEE519以及GB-T17625。
GB-T14549是中國國內標準，是針對電網提出的諧波限制要求。電力公司使用這個標準來保證公共電網的質量滿足要求。IEEE519是對應于GB-T14549的國際標準，作為“電力系統中的諧波控制推薦實施和要求”，這個標準的目的是為處理靜止功率補償器和其他非線性負載產生的諧波提供指南，從而避免電網質量問題。比較近隨著變頻器和其他非線性負載增加，電力公司開始推行這個標準。如不采取諧波處理措施，大部分變頻器不能滿IEEE519要求。
GB-T17625是針對接入電網的設備提出的諧波限制要求，當接入電網的設備滿足這個標準時，就不會對電網造成危害。因此，設備制造商有義務使所制造的設備滿足這個標準的要求，電力公司有權利限制不滿足GB-T17625的設備接入電網。
另一方面，設備的采購方有權利要求所采購的設備滿足GB-T17625，否則，企業會承受巨大的經濟損失。企業承受的經濟損失來自兩個方面。第一，設備在運行時，會對用戶的內部電網產生危害，造成制造系統的故障，降低產量，增加廢品率；第二，設備運行后，企業不能滿足GB-T14549的要求，需要對電力公司承擔責任，接受處罰。
綜上所述，GB14549體現了電力公司與電力用戶之間的責任關系。GB17625體現了設備制造商與設備用戶之間責任關系。
一、在變頻器輸入側的對策
1、變頻系統的供電電源與其他設備的供電電源相互獨立，或在變頻器和其他用電設備的輸入側安裝隔離變壓器，切斷諧波電流。
2、設置交流電抗器。在電源與變頻器輸入側之間串聯交流電抗器，這樣可使整流阻抗增大來有效抑制高次諧波電流，提高輸入電源的功率因數，使進線電流的波形畸變大約降低30%～50%，是不加電抗器諧波電流的一半左右。
3、設置交流濾波器。濾波器串聯在變頻器輸入側，由電感線圈組成，通過增大電路的阻抗減小頻率較高的諧波電流。目前諧波抑制的一個重要趨勢是采用有源電力濾波器。它串聯或是并聯于主電路中，實時從補償對象中檢測出諧波電流，由補償裝置產生一個與該諧波電流大小相等、方向相反的補償電流，從而使電網電流只含基波分量。這種濾波器能對頻率和幅值都變化的諧波進行跟蹤補償，其特性不受系統的影響，無諧波放大的危險，因而備受關注。
二、采用多相脈沖整流
在條件允許或是要求諧波限制在比較小的情況下，可采用多相整流的方法。12相脈沖整流THDV大約為10%～15%，18相脈沖整流的THDV約為3%～8%，滿足國際標準的要求。缺點是需要專用變壓器，不利于設備的改造，價格較高。
三、屏蔽干擾源
屏蔽干擾源是抑制干擾的比較有效的方法。通常變頻器本身用鐵殼屏蔽，不讓其電磁干擾泄漏；輸出線比較好用鋼管屏蔽，特別是以外部信號控制變頻器時，要求信號線盡可能短(一般為20m以內)，且信號線采用雙芯屏蔽，并與主電路線(AC380V)及控制線(AC220V)完全分離，決不能放于同一配管或線槽內，周圍電子敏感設備線路也要求屏蔽。為使屏蔽有效，屏蔽罩必須可靠接地。正確的接地既可以使系統有效地抑制外來干擾，又能降低設備本身對外界的干擾。對于變頻器，主回路端子PE的正確接地是減小變頻器干擾的重要手段，因此在實際應用中一定要非常重視。變頻器接地導線的截面積一般應不小于2.5mm，長度控制在20m以內。建議變頻器的接地與其他動力設備接地點分開，不能共地。
四、變頻器諧波的治理可采用以下方法：
（1）變頻器的隔離、屏蔽、接地：變頻器系統的供電電源與其它設備的供電電源相互獨立。或在變頻器和其它用電設備的輸入側安裝隔離變壓器?；蛘邔⒆冾l器放入鐵箱內，鐵箱外殼接地。同時變頻器輸出電源應盡量遠離控制電纜敷設（不小于50mm間距），必須靠近敷設時盡量以正交角度跨越，必須平行敷設時盡量縮短平行段長度（不超過1mm），輸出電纜應穿鋼管并將鋼管作電氣連通并可靠接地。作
（2）加裝交流電抗器和直流電抗器：當變頻器使用在配電變壓器容量大于500KVA，且變壓器容量大于變頻器容量的10倍以上，則在變頻器輸入側加裝交流電抗器。而當配電變壓器輸出電壓三相不平衡，且不平衡率大于3%時，變頻器輸入電流峰值很大，會造成導線過熱，則此時需加裝交流電抗器。嚴重時則需加裝直流電抗器。）
（3）加裝無源濾波器：將無源濾波器安裝在變頻器的交流側，無源濾波器由L、C、R元件構成諧波共振回路，當LC回路的諧波頻率和某一次高次諧波電流頻率相同時，即可阻止高次諧波流入電網。無源濾波器特點是投資少、頻率高、結構簡單、運行可靠及維護方便。無源濾波器缺點是濾波易受系統參數的影響，對某些次諧波有放大的可能、耗費多、體積大。直
（4）加裝有源濾波器：早在70年代初，日本學者就提出有源濾波器的概念，由源濾波器通過對電流中高次諧波進行檢測，根據檢測結果輸入與高次諧波成分具有相反相位電流，達到實時補償諧波電流的目的。與無源濾波器相比具有高度可控性和快速響應性，有一機多能特點。且可消除與系統阻抗發生諧振危險。也可自動跟蹤補償變化的諧波。但存在容量大，價格高等特點。公
（5）加裝無功功率靜止型無功補償裝置：對于大型沖擊性負荷，可裝設無功功率的靜止型無功補償裝置，以獲得補償負荷快速變動的無功需求，改善功率因數，濾除系統諧波，減少向系統注入諧波電流，穩定母線電壓，降低三相電壓不平衡度，提高供電系統承受諧波能力。而其中以自飽和電抗型（SR型）的效果比較好，其電子元件少，可靠性高，反應速度快，維護方便經濟，且我國一般變壓器廠均能制造。元
（6）線路分開：因電源系統內有阻抗，所以諧波負荷電流將造成電壓波形的諧波電壓畸形。把產生諧波的負荷的供電線路和對諧波敏感的負荷供電線路分開，線性負荷和非線性負荷從同一電源接口點PCC開始由不同的電路饋電，使非線性負荷產生的畸變電壓不會傳導到線性負荷上去。
（7）電路的多重化、多元化：逆變單元的并聯多元化是采用2個或多個逆變單元并聯，通過波形移位疊加，抵消諧波分量；整流電路的多重化是采用12脈波、18脈波、24脈波整流，可降低諧波成分；功率單元的串聯多重化是采用多脈波（如30脈波的串聯），功率單元多重化線路也可降低諧波成分。此外還有新的變頻調制方法，如電壓矢量的變形調制。，
（8）變頻器的控制方式的完善：隨著電力電子技術、微電子技術、計算機網絡等高新技術發展，變頻器控制方式有了以下發展：數字控制變頻器，變頻器數字化采用單片機MCS51或80C196MC等，輔助以SLE4520或EPLD液晶顯示器等來實現更加完善的控制性能；多種控制方式結合，單一的控制方式有著各自的缺點，如果將這些單一控制方式結合起來，可以取長補短，從而達到降低諧波提高效率的功效。止
（9）使用理想化的無諧波污染的綠色變頻器：綠色變頻器的品質標準是：輸入和輸出電流都是正弦波，輸入功率因數可控，帶任何負載使都能使功率因數為1，可獲得工頻上下任意可控的輸出功率。
五、變頻器電抗器的選擇問題
1， 額定交流電流的選擇
額定交流電流是從發熱方面設計電抗器的長期工作電流，同時應該考慮足夠的高次諧波分量。即輸出電抗器實際流過的電流是變頻器電機負載的輸出電流。
2， 電壓降
電壓降是指50HZ時，對應實際額定電流時電抗器線圈兩端的實際電壓降。通常選擇電壓降在4V~8V左右。
3， 電感量的選擇
電抗器的額定電感量也是一個重要的參數！若電感量選擇不合適，會直接影響額定電流下的電壓降的變化，從而引起故障。而電感量的大小取決于電抗器鐵芯的截面積和線圈的匝數與氣隙的調整。
輸出電抗器電感量的選擇是根據在額定頻率范圍內的電纜長度來確定，然后再根據電動機的實際額定電流來選擇相應電感量要求下的鐵芯截面積和導線截面積，才能確定實際電壓降。
4，對應額定電流的電感量與電纜長度：
電纜長度 額定輸出電流 電感量
300米 100A 46μH
200A 23μH
250A 16μH
300A 13μH
600米 100A 92μH
200A 46μH
250A 34μH
300A 27μH
理想的電抗器在額定交流電流及以下，電感量應保持不變，隨著電流的增大，而電感量逐漸減小。
當額定電流大于2倍時，電感量減小到額定電感量的0.6倍。
當額定電流大于2.5倍時，電感量減小到額定電感量的0.5倍。
當額定電流大于4倍時，電感量減小到額定電感量的0.35倍。
六、降低變頻器諧波可以采用以下方法：
1）變頻器的隔離、屏蔽、接地：變頻器系統的供電電源與其它設備的供電電源相互獨立。 或在變頻器和其它用電設備的輸入側安裝隔離變壓器?；蛘邔⒆冾l器放入鐵箱內，鐵箱外殼接地。同時變頻器輸出電源應盡量遠離控制電纜敷設（不小于50mm間距），必須靠近敷設時盡量以正交角度跨越，必須平行敷設時盡量縮短平行段長度（不超過1 mm ），輸出電纜應穿鋼管并將鋼管作電氣連通并可靠接地。
2）加裝交流電抗器和直流電抗器：當變頻器使用在配電變壓器容量大于500KVA ，且變壓器容量大于變頻器容量的10倍以上，則在變頻器輸入側加裝交流電抗器。而當配電變壓器輸出電壓三相不平衡，且不平衡率大于3% 時，變頻器輸入電流峰值很大，會造成導線過熱，則此時需加裝交流電抗器。嚴重時則需加裝直流電抗器。
3）加裝無源濾波器：將無源濾波器安裝在變頻器的交流側，無源濾波器由 L、C、R元件構成諧波共振回路，當 LC 回路的諧波頻率和某一次高次諧波電流頻率相同時，即可阻止高次諧波流入電網。無源濾波器特點是投資少、頻率高、結構簡單、運行可靠及維護方便。無源濾波器缺點是濾波易受系統參數的影響，對某些次諧波有放大的可能、耗費多、體積大。
4）加裝有源濾波器：早在70年代初，日本學者就提出有源濾波器的概念，由源濾波器通過對電流中高次諧波進行檢測，根據檢測結果輸入與高次諧波成分具有相反相位電流，達到實時補償諧波電流的目的。與無源濾波器相比具有高度可控性和快速響應性，有一機多能特點。且可消除與系統阻抗發生諧振危險。也可自動跟蹤補償變化的諧波。但存在容量大，價格高等特點。
5）加裝無功功率靜止型無功補償裝置：對于大型沖擊性負荷，可裝設無功功率的靜止型無功補償裝置，以或得補償負荷快速變動的無功需求，改善功率因數，濾除系統諧波，減少向系統注入諧波電流，穩定母線電壓，降低三相電壓不平衡度，提高供電系統承受諧波能力。而其中以自飽和電抗型( SR型 ) 的效果比較好，其電子元件少，可靠性高，反應速度快，維護方便經濟，且我國一般變壓器廠均能制造。
6）線路分開：諧波產生的根本原因是由于使用了非線性負載，因此，解決的根本辦法是把產生諧波的負載的供電線路和對諧波敏感的負載的供電線路分開。由于非線性負載引起的畸變電流在電纜的阻抗上產生一個畸變電壓降，而合成的畸變電壓波形加到與此同一線路上所接的其它負載，引起諧波電流在其上流過。因此，減少諧波危害的措施也可從加大電纜截面積，減少回路的阻抗方式來實現。可以將線性負載與非線性負載從同一電源接口點(PCC)就開始分別的電路供電，這樣可以使由非線性負載產生的畸變電壓不會傳導到線性負載上去。這是目前治理諧波問題較為理想的解決方案。
7）電路的多重化、多元化：逆變單元的并聯多元化是采用2個或多個逆變單元并聯，通過波形移位疊加，抵消諧波分量；整流電路的多重化是采用12脈波、18脈波、24脈波整流，可降低諧波成分；功率單元的串聯多重化是采用多脈波（如30脈波的串聯），功率單元多重化線路也可降低諧波成分。此外還有新的變頻調制方法，如電壓矢量的變形調制。
8）變頻器的控制方式的完善：隨著電力電子技術、微電子技術、計算機網絡等高新技術發展，變頻器控制方式有了以下發展：數字控制變頻器，變頻器數字化采用單片機MCS51或80C196MC等,輔助以 SLE4520或EPLD液晶顯示器等來實現更加完善的控制性能；多種控制方式結合，單一的控制方式有著各自的缺點，如果將這些單一控制方式結合起來，可以取長補短，從而達到降低諧波提高效率的功效。
9）使用理想化的無諧波污染的綠色變頻器：綠色變頻器的品質標準是：輸入和輸出電流都是正弦波，輸入功率因數可控，帶任何負載使都能使功率因數為1，可獲得工頻上下任意可控的輸出功率。變頻器內置的交流電抗器，它能很好的抑制諧波，同時可以保護整流橋不受電源電壓瞬間尖波的影響，實踐表明，不帶電抗器的諧波電流明顯高于帶電抗器產生的諧波電流。為了減少諧波污染造成的干擾，在變頻器的輸出回路安裝噪聲濾波器。并且在變頻器答應的情況，降低變頻器的載波頻率。另外，在大功率變頻器中，通常使用12脈沖或18脈沖整流，這樣在電源中，通過消除比較低次諧波來減少諧波含量。
綜上所述，可以了解變頻器以及變頻器諧波產生的機理，變頻器諧波以及其危害性，以及采用變頻器隔離、接地或采用無源濾波器、有源濾波器、加設無功補償裝置以及綠色變頻器等方法。隨著電力電子技術以及微電子技術等技術的飛速發展，在治理諧波問題上將會邁上一個新的臺階，將變頻器產生的諧波控制在比較小范圍之內以達到抑制電網污染，提高電能質量。