1什么是谐波
谐波产生的根本原因是由于非线性负载所致，当电流流经负载时，与所加的电压不呈线性关系，就形成非正弦电流，从而产生谐波。谐波频率是基波频率的整数倍。
2变频器谐波产生机理
变频器的主电路一般为交-直-交组成，外部输入380V／50Hz的工频电源经三相桥式不可控整流成直流电压信号，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信号。

输入侧产生谐波机理：在逆变回路中，输出电压，电流都将产生因其非线性引起的谐波。以三相桥式整流回路为例，交流电网电压为正弦波，交流输入电流的波形为矩形波，对于此方波，按傅立叶级数可分解为基波和各次谐波，通常含有6x+1(x=l，2，3…．)次谐波。其中的高次谐波将干扰输入供电系统，单个基波和几个高次谐波组合在一起称作畸波。如图（二）


输出侧产生谐波机理：在逆变输出回路中，输出电压和电流均有谐波。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，其输出电压波形为矩形波。其中谐波频率的高低是与变频器调制频率有关，调制频率低(如1～2KHz)，人耳听得见高次谐波频率产生的电磁噪声(尖叫声)。若调制频率高(如IGBT变频器可达20KHz)，人耳听不见，但高频信号是客观存在。从电压方波及电流正弦锯齿波，用傅立叶级数不难分析出各次谐波的含量。所以，输出回路电流信号也可分解为只含正弦波的基波和其它各次谐波，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，干扰邻近电气设备。

3谐波干扰的危害
一般来讲，变频器对容量相对较大的电力系统影响不是很明显，而对容量较小的系统，谐波产生的干扰是不可忽视的，谐波的出现是对电网的一种污染，它使用电设备所处的环境恶化，给周边的通讯带来危害。其对电力系统的危害主要表现如下：
（1） 对供电线路产生附加谐波损耗。由于集肤和邻近效应，使线路电阻随频率增加而提高，造成电能浪费。在电路传输中，由于中性线正常时流过的电流很小，故其导线教细，当大量谐波电流流过时会导致中性线发热，绝缘老化，损坏甚至发生火灾。
（2） 谐波影响各种电气设备的正常工作。对于发电机产生附加功率损耗、机械振动噪声和过电压的影响。对断路器，当电流波形过零时，将使开断困难，并延长切断时间
（3） 谐波将使继电器保护和自动装置出现误动作，并使仪表出现较大误差；谐波对其他系统危害也很大：如对附近的通信系统产生干扰，影响电子设备工作精度，使精密机械加工质量降低；设备寿命缩短，家用电器工况变坏等。
（4） 谐波使电网中的电容器产生谐振，工频下，系统装设的各种用途的电容器比系统中的感抗要大很多，不会产生谐振，但谐波频率时，感抗值成倍增加而容抗值成倍减少，这就有可能出现谐振，它将放大谐波电流，导致电容等设备被烧坏。
（5） 谐波引起公用电网局部的并联和串联谐振，从而使谐波放大。这就使上述危害大大增加，甚至引起严重事故。
（6） 谐波对变压器的影响：电流谐波将增加铜损，电压谐波将增加铁损，综合效果是使变压器温度上升，影响其绝缘能力，并造成容量裕度减小。谐波也可能引起变压器绕组及线间电容之间的共振，及引起铁心磁通饱和或歪斜，而产生噪声。
（7） 谐波对电动机的影响：输出谐波对电动机的影响主要有，引起电动机附加发热，导致电动机的额外温升，电动机往往要降额使用，由于输出波形失真，增加电动机的重复峰值电压，影响电动机的绝缘，谐波还会引起电动机转矩脉动，以及噪声增加。
（8） 谐波对其它如照明设备、通信设备、电视及音响设备、电脑设备、载频遥控设备等都容易受谐波的干扰而影响其正常的工作或减少其使用寿命。
4 谐波研究的意义
正因为谐波有如此大的危害，所以我们要研究它。各种谐波源产生谐波给电力系统造成巨大的污染，影响到整个电力系统的运行环境、包括系统中的广大用户，而且其污染影响的范围很广，距离很远。
研究谐波的意义，还在于其对电力电子技术自身发展的影响。谐波是电力电子技术发展的产物，而它的出现已经成为阻碍电子技术发展的重大障碍，它迫使电子领域的人员必须对谐波问题进行更加有效的研究。
研究谐波是为了维护“绿色电网”，对电力系统来说，无谐波就是“绿色”的重要标志之一。对电力系统谐波污染的治理已成为电工学科技术界所必须面对和解决的问题。
5抑制谐波干扰的对策
变频器在给我们带来方便、高效和巨大的经济效益的同时，它也对我们的电网注入了大量的谐波和无用功，使供电质量不断恶化。而且随着计算机技术的发展应用，大量敏感设备的普及，人们对公用电网的要求越来越高。所以说解决谐波问题已成为电子技术领域的当务之急。
抑制谐波的总体思路有三个：1：用谐波补偿的办法；2：对电力系统进行改造，使其不产生谐波，且功率因数可控为1；3：在系统中抑制谐波。
具体方法如下：
1选用适当电抗器。

（1） 输入电抗器。在电源与变频器输入侧之间串联电抗器。这样可以使整流阻抗增大从而有效抑制高次谐波的出现，减少电源浪涌对变频器本身的冲击，从而改善了三相电源的不平衡，提高电源的功率因数，大大降低了进线电流的波形畸变。 

串联交流电抗器
建议在下列情况下串联电抗器：
A：变频器电源容量和变频器容量之比为10：1以上；
B：三相电压不平衡较大（≥3%）；
C：和变频器同一电源上接有晶闸管设备或带有开关控制的功率因数补偿装置
基于交流电抗器成本高，体积大，所以只有当变频器功率>30kw才考虑配置。
（2） 在变频器直流环节串联直流电抗器。直流电抗器串联在直流中间环节母线中（+、-端子之间）主要是减少输入电流的高次谐波，提高输入功率因数。
（3） 输出电抗器。又叫电机电抗器。由于变频器与电机之间的电缆存在分布电容，变频器经逆变输出后调制方波会在电路上产生一定的过电压，影响电机正常工作，可以通过在二者间连接输出电抗器来进行限制 

串联输出电抗器
2 选用适当滤波器。
在变频器输入、输出电路中，有许多高频谐波，滤波器用于抑制变频器产生的电磁干扰噪声的传导，也可以抑制外界电信号干扰及瞬时冲击、浪涌对变频器本身的干扰。分为输入、输出滤波器。输入滤波器有以下两种：
（1） 线路滤波器。串联在变频器输入侧，由电感线圈组成，通过增大电路的阻抗来减小频率较高的谐波电流；在变频器使用外控端子控制时，若控制回路电缆较长，外部干扰就可能侵入，此时将线路滤波器串联在控制回路上，就可以消除干扰。
（2） 辐射滤波器并联在电源和变频器输入侧。由高频电容器组成，可以吸收频率较高且有辐射能量的谐波，从而降低噪声。
输出滤波器串联在变频器输出侧，由电感线圈组成，可以减少输出电流中的高次谐波，抑制变频器输出侧的浪涌电压。在实际操作接线中要注意滤波器到变频器和电机的接线要尽量短，滤波器也要尽量靠近变频器。输出滤波器从结构上分LR滤波器和LC滤波器。

根据实际工作经验，变频器现场配线与接地工作做得好对抑制谐波干扰一样有很大帮助：
（1） 当电机电缆长度大于50m（非屏蔽时），为了防止电机启动时瞬时过压，在变频器与电机之间安装交流电抗器；
（2） 当设备附近有电磁干扰时，加装抗射频干扰滤波器；
（3） 用于隔离变压器。可以将电源侧大部分干扰隔离在变压器之前；
（4） 合理布线，屏蔽辐射，在电动机和变频器之间的电缆应穿管或用铠甲电缆，且与其他控制线分开敷设，变频器使用专用接地线；
（5） 容易受到干扰的设备和信号线，应尽量远离变频器安装，信号线选用屏蔽线且屏蔽层单端接地，并应尽量远离变频器的输入输出线，若必须与强电电缆相交，二者应保持正交；
（6） 电机电缆应放置于较大厚度的屏蔽中，如置于2mm以上的管道或埋入水泥槽中。动力线套入金属管中，并用屏蔽线接地（电机电缆采用四芯电缆，其中一根在变频器侧接地，另一侧接电机外壳）；
（7） 变频器到电机的电缆（U V W）应尽量避免与电源线（R S T）平行走线，应保持30cm以上的距离；
（8） 变频器PE端接地电缆不得借用其他设备接地线，必须直接与接地板相连；
（9） 控制信号线不能与R S T或 U V W平行近距离布线，更不能捆扎在一起。如要相交，应相互垂直穿越；
（10） 禁止在变频器电源输入端（R S T）上接其它设备。
6 抑制谐波干扰实际运用
我厂投入使用的7.5kw以上的变频器共有8台，其中镀膜玻璃生产线共计7台，功率都比较小，而且当时安装时都考虑到了高次谐波及控制回路抗干扰问题，所以运行至今很少因谐波问题出现故障。而钢化玻璃生产线450HP