我們在使用低容量的通用型變頻器（以下簡稱-VFD）時(shí)，可以發(fā)現(xiàn)高次諧波很少成為問題，但當(dāng)VFD的容量或數(shù)量較大時(shí)，往往會出現(xiàn)高次諧波電流和高次諧波干擾，因此首先對高次諧波采取適當(dāng)?shù)膶Σ吆皖A(yù)防措施非常重要。
1.改進(jìn)VFD結(jié)構(gòu)
可以從VFD自身硬件結(jié)構(gòu)或者整個(gè)變頻系統(tǒng)的建設(shè)方式、設(shè)備選型等方面考慮，從根本上減少變頻系統(tǒng)注入電網(wǎng)的諧波和無功污染。
(1)變頻系統(tǒng)的電源獨(dú)立于其他設(shè)備的電源，或在VFD等電氣設(shè)備的輸入側(cè)安裝隔離變壓器；
(2)整流中采用乘法技術(shù)增加脈沖波數(shù)，可有效增加特征諧波數(shù)，降低特征諧波幅值。對于大容量晶閘管VFD，可以采用這種方法，通過復(fù)用抑制流向電源側(cè)的高次諧波；
(3)采用高頻整流電路，改善整流波形和功率因數(shù)，DC電壓可調(diào)；
(4)逆變器采用開關(guān)頻率高的電力電子器件，如MOSFET、IGBT等，可以提高載頻比，抑制VFD輸出的高頻諧波。
(5)在逆變器中采用乘法技術(shù)，增加脈沖波數(shù)，使輸出電流和電壓波形更接近正弦波。但重復(fù)次數(shù)越多，電路越復(fù)雜，可靠性越低。三倍頻電路可以兼顧輸出波形的質(zhì)量和設(shè)備的可靠性，是比較理想的。
2.采用適當(dāng)?shù)目刂撇呗浴?
從VFD 控制器來看，我們可以采用更合適的控制策略或者在原有控制策略的基礎(chǔ)上做一些優(yōu)化和改進(jìn)，從原理上最大程度的減少諧波的產(chǎn)生。以實(shí)際應(yīng)用中常用的正弦脈寬調(diào)制(SPWM)法和特定諧波消除(SHE)法為例。
根據(jù)SPWM的基本理論，當(dāng)調(diào)制波頻率為fr，載頻為fc，載頻比N=fc/fr時(shí)，單極SPWM控制在輸出電壓中產(chǎn)生N-3倍以上的諧波，雙極SPWM控制在輸出電壓中產(chǎn)生N-2倍以上的諧波。例如，當(dāng)N=25時(shí)，22階以下的諧波全部被單極SPWM控制消除，23階以下的諧波全部被雙極SPWM控制消除。
但當(dāng)輸出電壓頻率較高時(shí)，由于器件開關(guān)頻率的限制，n的值不可能很大，SPWM控制的優(yōu)勢并不明顯。此時(shí)選擇SHE方式可以輸出開關(guān)次數(shù)相等的高質(zhì)量電壓和電流，降低了對輸入輸出濾波器的要求。
3.采用濾波電路。
在VFD外采取措施，綜合考慮注入電網(wǎng)的VFD的特征諧波和個(gè)別VFD特有的非特征諧波，制定濾波方案，控制污染源。也就是說，先污染，后治理。單獨(dú)使用濾鏡效果并不理想，配合以上兩種方法更有效。
(1)如果VFD的輸入側(cè)沒有配備專用變壓器，可以在輸入側(cè)連接交流電抗器(ACL ),以增加整流阻抗，抑制高次諧波電流。
(2)在VFD和電網(wǎng)系統(tǒng)之間的電源電路中使用交流濾波器。交流濾波器包括調(diào)諧濾波器和二次濾波器。調(diào)諧濾波器用于吸收單次諧波，而二次濾波器適用于吸收多次高次諧波。通常，兩個(gè)濾波器結(jié)合使用，以消除單個(gè)諧波，同時(shí)濾除一個(gè)或多個(gè)諧波。
(3)在VFD的輸出端增加LC濾波器，可以濾除VFD輸出的高次諧波，延長PWM的上升沿，降低dV/dt，從而抑制變頻的輸出過壓。如果在外殼上接LC濾波器，還可以濾除VFD output的零序分量，避免零序電壓產(chǎn)生的電流通過定子繞組和定轉(zhuǎn)子側(cè)的寄生電容造成電機(jī)等設(shè)備的損耗
