如何消除5次和7次谐波

谐波的产生

电力系统中理想的电压、电流波形都是频率为50Hz的正弦波，但是非线性电力设备 （大功率可控硅、变频器、UPS、开关电源、中频炉等）的广泛应用产生了大量畸变的谐波电流，谐波电流耦合在线路上产生谐波电压。对非正弦的畸变电流作傅立叶级数分解，其中频率与工频相同的分量为基波，频率是基波频率整数倍的分量为谐波。谐波是电能质量的重要指标。

谐波滤波器的原理就是为谐波电流提供一个低阻抗通道，使谐波电流通过滤波器形成回路，而不流入电网，你可以通俗的理解为将谐波短路。

5次谐波滤波器会吸收部分7次谐波电流

7次谐波滤波器会对5次谐波电流有一定的放 大，即会恶化5次谐波影响。

谐波的危害

● 谐波使公用电网中的元件产生附加的损耗，降低了发电、输电及用电设备的效率。大量三次谐波流过中线会使线路过热，甚至引起火灾。

● 谐波会影响电气设备的正常工作，使电机产生机械振动和噪声等；使变压器局部严重过热；使电容器、电缆等设备过热、绝缘老化、寿命缩短，以致损坏。

● 引起电网谐振，使得谐波电流放大几倍甚至数十倍，会对系统，特别是对电容器和与之串联的电抗器形成很大的威胁，经常使电容器和电抗器烧毁。

● 谐波会导致继电保护，特别是微机综合保护器与自动装置误动作，造成不必要的供电中断和生产损失。谐波还会使电气测量仪表计量不准确，产生计量误差，给用电管理部门或电力用户带来经济损失。

● 临近的谐波源或较高次谐波会对通信及信息处理设备产生干扰，轻则产生噪声、降低通信质量、计算机无法正常工作，重则导致信息丢失，使工控系统崩溃。

如何减小变频器的5次和7次谐波？

对于三相输出变频器，只要开关频率为基波频率的整数倍，就不包含5次谐波。

就三相对称电路而言，一般没有偶次谐波，3的整数倍的谐波也被互相抵消，因此，通常只包含6k±1次谐波。

k=1时，就是5、7次谐波。从这个角度讲，需要考虑5、7次谐波。

实际上，如果变频器设计的好。假设是SPWM变频器，变频器的开关频率fc是信号基波频率fs的整数倍，fc/fs为载波频率比，假设fc/fs=N，那么，变频器输出不包含N-2次以下的谐波。

如果N=20，那么，不包含18次以下的谐波，也就不包含5、7次谐波。

滤波磁环只对一般高频杂波信号的滤除效果较好，对于变频器产生的3.5.7次谐波，一般变频器专用的输入输出电抗器就有很好的抑制作用。

电源内的5次和7次谐波，消除解决的措施？

1、可以用电感L与电容C串联谐振的方法滤除；

2、电路结构类似电容器串联限流保护电抗器的补偿电路；

3、可以用下列计算式估算电感L与电容C的大小：

2πfL = 1/2πfC

4πfπfLC = 1

LC = 1/314×314×25 = 4/314×314×100 = 1/157×157×100

LC = 0.44 （C：μF，H:H）