变频器谐波是如何产生的？

    答：变频器的主电路一般为交-直-交拓扑结构，外部输入380V/50Hz的工频电源经三相桥路不可控整流成直流电压，经滤波电容滤波及大功率晶体管开关元件逆变为频率可变的交流电压。在整流回路中，输入电流的波形为不规则的矩形波，矩形波形按傅立叶级数分解为基波和各次谐波，输入电流的5次谐波可达20%，7次谐波可达12%，由于输入谐波较高将对供电系统产生干扰。在逆变器输出回路中，输出电流信号是受PWM载波信号调制的脉冲波形，对于GTR大功率逆变元件，其PWM的载波频率为2～3kHz，而IGBT大功率逆变元件的PWM最高载频可达15kHz。同样，输出回路电流信号也可分解为只含正弦波的基波和其他各次谐波，而高次谐波电流对负载直接干扰。另外，高次谐波电流还通过电缆向空间辐射，干扰附近的电气设备。谐波的传播途径是传导和辐射，解决传导干扰主要是在电路中把传导的高频电流滤掉或者隔离；解决辐射干扰就是对辐射源或被干扰的线路进行屏蔽。．    (1)输入侧产生谐波机理：对于变频器而言，只要是电源侧有整流回路的，都将产生因非线性引起的谐波。以三相桥整流电路为例，交流电网电压为正弦波，交流输入电流波形为方波，对于这个波形，按傅氏级数可分解为基波和各次谐波，通常含有6m±1 (m=1，2，…)次谐波。单个基波与几个高次谐波组合在一起被称为谐波，如图5-3所示。
    图5-3    基波与高次谐波    (2)输出侧产生谐波机理：在逆变输出回路中，输出电压和输出电流均有谐波。由于变频器是通过CPU产生6组脉宽可调的SPWM波控制三相的6组功率元件导通／关断，从而形成电压、频率可调的三相输出电压。其输出电压和输出电流是由SPWM波和三角载波的交点产生的，不是标准的正弦波，如电压型变频器，其输出电压波形为方形波，用傅氏级数分解电压方波和电流正弦锯齿波可分析出包含较强的高次谐波成分。    对于PWM控制的变频器，只要是电压型变频器，不管是何种PWM控制，其输出电压波形均为矩形波。其中，谐波频率的高低与变频器调制频率有关，调制频率低（如1～2kHz）由高次谐波频率产生的电磁噪声（尖叫声）人耳能够听到。若调制频率高(如IGBT变频器可达20kHz)，由高次谐波频率产生的电磁噪声（尖叫声）人耳是听不到的，但高频信号确实客观存在。变频器输出电流信号也可分解为只含正弦波的基波和其他各次谐波，高次谐波电流对负载直接产生干扰的同时还通过电缆向空间辐射，干扰邻近电气设备。