第1讲认识谐波

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1、1谐波的基础知识（1）什么是基波？电力网络中呈周期性变化的电压或电流的频率即为基波（又称一次波），我国电网规定频率是50 Hz，所以基波（2）什么是谐波？电力网络中除基波（50 Hz）外，任一周期性的电压或电流信号，其频率高于基波（50 Hz）的，称为谐波。 电网或电路中，电压产生的谐波为电压谐波；电流产生的谐波为电流谐波。（3）谐波有几种？ 整数谐波：指频率为整数（跃1）倍基波频率的谐波，即2、3、4、5、6、7、8、9、10 等次谐波。 偶次谐波：指频率为圆、源、6、8、10等偶数倍基波频率的谐波。奇次谐波：指频率为3、5、7、9、11等奇数倍基波频率的谐波。正序谐波：谐波次数为3k+1（

2、k为正整数）即4、7、10等次谐波。负序谐波：谐波次数为3k-1（k为正整数）即2、5、8等次谐波。 零序谐波：指频率为3的整数倍基波频率的谐波，例如3、6、9、12、15次谐次。 高频谐波：指频率为圆耀怨kHz的谐波。（4）谐波频率如何计算？谐波频率越谐波次数伊基波频率例：缘次谐波频率为缘伊缘园Hz越圆缘园Hz,苑次谐波频率为7伊50 Hz越猿（5）哪些设备或电路容易产生谐波？1）非线性负载，例二极管整流电路（AC/DC）。2）三相电压或电流不对称性负载。3）逆变电路（DC/AC）。4）UPS电源（PC机用），EPS电源（大功率动力用），即不间断电源。5）晶闸管调压装置或调速电路。6）电镀设

3、备。7）电弧炉、矿热炉、锰矿炉、磷矿炉、电石炉、硅铁炉。8）电解槽。9）电焊机（弧焊、缝焊、点焊、碰焊、对焊）。10）电池充电机。11）变频器（低压或高压变频器）。12）脉幅调制（PAM）调压电路或者是脉宽调制（PWM）调频电路。13）谐波的次数与整流电路的相数有关，例三相、六相、十二相、十八相、二十四相，当相数越多并通过移相 波次数及谐波分量减小。例如采用输入变压器移相技术的单元串联在高压频率器的主电路。14）开关电源。15）斩波电路、斩波调速。16）工频电炉。17）中频电炉。18）天车、起重机械。19）气体放电的照明灯具，例：节能灯、荧光灯（T5、T8）、金卤灯、钠灯、汞灯、氪灯、氚灯等，

4、使用时都 产生。20）软起动装置（使用SCR调压）。（6）谐波电流的方向如何？ 谐波电流从负载流向供电变压器直至供电网络，即由终端负载向前级的流入。（7）谐波的影响是什么？1）对变压器的影响谐波电流使铜损增加、漏磁增加；谐波电压使铁损增加；谐波功率造成噪声增大、温升提高2）对电力电线的影响谐波电流易过载，导致过热、破坏绝缘、集肤效应加大。3）对电动机的影响谐波电流增加铜损、谐波电压增加铁损，谐波的功率造成机械效率减小，功率因数下降，有4）对控制系统的影响电压零点漂移、线电压不平衡、仪表仪器的指示不准，以致控制判断错误，甚至控制系纟5）对通信设备的影响谐波会产生感应电磁场，影响通信质量。6）对电

5、容器的影响一般大型电动机或低压电网都有无功功率补偿或功率因数补偿，基本都是使用电容器来实现 生，易使电容器产生过电流、过电压、过温度，造成击穿损坏，原因是谐波电流易发生并联谐振，产生大电流，串联谐振产生过电压，一般电 臆1.3倍额定值电流，否则迅速损坏，而谐波电流以5、7、11次为主。为避免谐波輦成清振而发主电容曙故障，一般 在电容谿前串接适量电感（见图1电抗曙T1电感电窘串接电路容拉XE/2卫他;A i=6%.Yc T此值针对 大于辔于$次的谐波；X7%XCr此值楓射 大于等于4次的谐波：Al-S4%ACt 此值针 对大于等于3次的Wo直流建变成童流|兗淹任懑可国黄那I I , V. W!

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7、申联.匕毎相m牛为工IXT美国GE电压VSJ三駆平SPWMIGCT德国西门子削甲电乐VSI三匝平汁HV-IGBTJGCT意大利宝萨加姿电压VSI类同罚宾康方式IGBT中国先冇凯奇、和德华福电压VSI吝电平卓元串联.UZ毎加H亍为主EGBTiLVl中国珂光电压讣1參电平抵元串联IGBT韩国现代萤了电压5J丈同孵记康方式EGHTiIA I盖国罗克书尔 A-B1557型电汗一 CSI交-爻.直变叭GTO董国脚克韦尔 A- B7M）型电压CS1空-交，直变SPWMSGtzr袭国蹲斯希尔电压CS】自换相逆变SPW VISCR中阴桂灵电压VSJ二电平直接高血斋沁取消变压器IGBT中国科祺礙功車高压.穴功率

8、、交流调速,W .內儼调功调癒I GET或 SCR表2谕波成陽的原因一次电压 正嵌嫌自电网电源獄电流非正就MjHC：翠流徉在非级性的二楼管二次电压非正孩囚沆杯1调制形成线电压是 狭长地形波，即PCMC逆变二欧电流近似正察囚丸叫5调制但与载波频率 大小有关r值尢搖近正抿波di fcfi| 刖I 4=itW-|5-OpT TTr tt i ci Li iiLLfesh厶（2门亍花 紳二TTLVpl曲敲器ip! I班 Ij表3加怎波器前姑常波对比采加滤波器加滤注器电压谐渡光負29%-4%电流谐波真17Sf2%系统效率；満载时:9硕貝降低L附COSiP胛50.95as不同电压等般每相哥联怕况毎相串联单

9、冗耿额；E输出电压知变乐祥二撰绕组伞数33956匕a1024表4 冨局脉即次数下的谓波分析12脉冲,丄一般都选用以脏也井加输出滤波祸.富种方案器件少.於删T 十波电路简真可靠性好1S腳54 tthh恥脉冲4&脉冲只剩下-35.37叹谐陂只剰不曲岛47,49次谨濾谨波聞艮少协不要输出潴波器但翳构夏旅成本髙.可黨RJT勇3列.&!眾谐液只剰下47.49 -95,97択谐波表吕 不同炎型密频器的谀谧含量变赖桥蚩蛋5 ik谐波7次谐谑11次谐肢13次谐波门釈谐陂L咖蜒23次谐波6肚冲2S.M2l乜$6 .ft534.5:i.75.21_!昧冲11.700S.42001.312臟冲IW M7.4G(6.

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