1、變頻器諧波產(chǎn)生的原因

變頻器的主要電路通常是“交一直一交”的模式，從外部輸入的電源是1140V/50Hz，經(jīng)過三相橋式無控制電流完成之后變成直流的信息。在整流的電路中，輸入電流的形態(tài)是沒有規(guī)則的長方形電波，電流按照特定的級數(shù)來進行分配，分別為基波和諧波，諧波分為多種，其中高次諧波將對輸入供電路線產(chǎn)生影響。在逆變輸出電流時，輸出的電流會受到PWM承載電波信號的脈沖波形的影響，針對GTR大功率的逆行變化原件，其PWM在電流中承載的電波頻率為2KHz~3KHz。而IGBT大功率逆流變化原件的PWM最大的承載頻率可以達到15KHz。統(tǒng)一到輸出電流時，其電流的信號可以被分解成僅包含正弦波的基礎波形和其他雷系的諧波，其中高次諧波其電流對承載的電波形成直接的干擾。除此之外，高次諧波其電流還會通過電纜的途徑向各個空間傳遞輻射，同時也會讓其他的電氣設備受到干擾。

2、抑制諧波干擾的方法

我們都知道，諧波的傳播的方法有兩種，分別是傳導和輻射。對于傳導的干擾問題，重點是要把傳導在電路中的高端頻率的電流進行過濾;對于輻射干擾的解決，主要是對輻射的源頭和受到干擾的路線完全的隔斷。以下是經(jīng)常用到的5種方法。

1)讓變頻裝置的供電源頭與其他供電電源的設備進行隔離，或者將變頻器與其他的輸入兩側(cè)安裝隔離其控制變壓，同時讓諧波的電流斷開。

2)可以選擇在變頻器的輸入兩側(cè)與輸出的兩側(cè)進行串聯(lián)，安裝合適的電抗器，也可以選擇安裝諧波變壓器。其安裝的濾波器的構(gòu)成一定要是LC型的濾波器，這樣可以讓濾波器盡可能的吸收諧波，同時也可以增強電源和電流的地塊能力，從而可以讓諧波在干擾中可以達到較好的抑制。

3)電動機和逆變器中間存在的電纜要穿過鋼管的設備，或者穿過運用鎧裝置的電纜，相對比與其他較弱的信號，要使用不同的電纜進行分開，分別設置敷設，更好的避免諧波的干擾。

4)對于設備的信號線，要采用較好的屏蔽線，在不知屏蔽線時變頻器的主干回路控制的路線要相互錯開保持一定的距離，其距離一般要少于20cm，可以有效的阻斷敷設的干擾。

5)變頻器在使用時，要選用專業(yè)的接地線，并且要用粗短線來接地。針對其周邊的電氣設施所使用的接地線，一定要注意和變頻器的配線隔開，同時也可以使用短線。通過這樣的方式，就可以使電流諧波對周邊的電氣進行輻射時有效的抑制。

3、抑制諧波措施的應用

羊場灣煤礦的機泵依靠自耦降壓的方式來進行啟動，為了讓變頻控制系統(tǒng)能更好的服務，對其進行改造后，讓其在調(diào)頻減速的功能有所提高，并且在節(jié)約省電的方面起到良好的作用。但是在變頻輸出部位和電動機之間存在的輸出線頻繁的出現(xiàn)發(fā)熱現(xiàn)象，造成電動機的外殼隨著溫度的升高不斷的發(fā)熱，并且會經(jīng)常性的出現(xiàn)保護裝置跳閘，經(jīng)檢測，其原因是變頻器在輸出電壓和電流在輸出攜帶的信號中含有PWM高次諧波造成感染。

諧波電流在輸出時攜帶的電流和電動機在繞線中形成其功率的嚴重缺損。解決的辦法：通過把變頻器的輸入線和輸出線進行分離，分別在輸出輸入時走不同的電纜溝，采用大號的電纜，來取代以前的電纜。把輸出部分和電動機相隔的電纜的長度盡可能的縮短。通過采取這些措施，其發(fā)熱問題得到較好的解決，對出現(xiàn)的各種變頻器受到高次諧波干擾的問題大部分得到解決。但對諧波的組成以及其自身的幅度都有嚴格要求的設施來說，想徹底的抑制高次諧波的干擾，在實行上難度很大。

2005年12月，羊場灣煤礦的二煤軌道絞車有SQ-3的型號，改為PJT-3的型號。絞車在安裝運行的過程中，南二S528機巷傳感器顯示其運作正常，分區(qū)一地面的檢查中心頻繁的出現(xiàn)“冒大數(shù)”的現(xiàn)象，并得出瓦斯超出限定值達到2.5%。根據(jù)數(shù)據(jù)的顯示，對瓦斯超限的現(xiàn)象信以為真，但當經(jīng)過調(diào)查發(fā)現(xiàn)，原來是絞車的變頻系統(tǒng)在運作時產(chǎn)生的諧波干擾而導致。對于干擾的出現(xiàn)，如果不進行計算的處理，將會給煤礦井下的安全造成嚴重的困擾，同時對管理也會造成一些影響，同時也會讓瓦斯在實地進行監(jiān)控的意義不復存在。KJ66型監(jiān)控系統(tǒng)其瓦斯的感應器所向外傳輸?shù)念l率為200~1000Hz，其相應的瓦斯含有的濃度達到0~4.0%。高次諧波其污染的源頭來著對電源和其他傳播路徑輻射到瓦斯感應器的傳輸路線中，讓瓦斯傳感器的傳輸路線中攜帶著兩個甚至兩個以上的頻率信息。當兩個或兩個以上的頻率信號在在線路中傳播時，在他們中間會存在著幾百甚至幾千赫茲的低頻差拍。低頻差拍在積滿能量時會對瓦斯傳感器的殊榮路線形成干擾，讓傳感器在傳輸?shù)念l率會隨著幅度的增加而是瓦斯的超出限制部分出現(xiàn)虛假的數(shù)值。

經(jīng)過對實地的考察，當絞車在工作時，其變動的電流以及其挖掘迎頭電源線對其線路的干擾頻率會在6.8KHz~20KHz左右。絞車其在提升中產(chǎn)生的負荷大，在全速運行的時候，其傳感器在傳輸信號的路線干擾達到780Hz，造成相對于的瓦斯在2.9%CH4的假值。通過對以上的分析，可以采用下列措施，消除諧波干擾：變頻絞車在運行時選用單獨干式變壓器進行供電，從而解決電網(wǎng)在污染方面的問題;變頻絞車的供電路線要選用隱蔽專用的電流，解決頻率輻射減弱的問題;將監(jiān)控路線的敷設由原本的軌道式上山改為人力上山，防止傳輸?shù)倪^程中受到干擾;建立特有的監(jiān)控室，將監(jiān)控站的電源分布導入一臺隔離變壓器，防止電網(wǎng)對分站的影響;將頻率傳感器更換為電流型的傳感器，這樣可以減少干擾頻率的傳播。

4、結(jié)束語

本文通過變頻器諧波產(chǎn)生的原因進行詳細的分析，從而讓電流運行時防止其受到諧波的干擾，通過長期的研究，探索出抑制諧波干擾的方法，并且還分析了抑制諧波的措施在煤礦實際工作的運用，根據(jù)上述的問題，提出相應的解決措施，為以后煤礦變頻技術(shù)設施探索的工作者提供有效的方法。