探讨：电力系统的间谐波及其国家标准-第3页-北极星输配电网

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1.4变频调速装置

大功率晶闸管交流调速装置已基本上取代传统的直流调速装置。交流调速分为两大类，即交—直—交(AC—DC—AC)变频器和交—交(AC—AC)变频器。这两种变频器使用中在其供电电流中均有谐波成分，产生的谐波和间谐波频率fhi均和输出频率f0有关，可以统一表达为：

式中：k，m取值为0，1，2……;l为输出换流器脉动数，和变频器负载相数有关的系数，l=6为三相负载，l=2为单相负载;p为输入换流器脉动数;f1为电源输入的基波频率;f0为输出频率。可以看出，由于f0的随意性和可变性(一般 f0 < f1)，fhi 通常就是间谐波。

表1为某台6脉动交—交变频器在输入工频为60Hz，输出频率为5Hz时输入电流的频谱值。从表中可以看出输入电流含有很多的间谐波分量。

间谐波电流的计算涉及很多参数，一般需要建立数学模型进行详细分析。文献[8]通过各种模型和实验，对电流型变频器的谐波做了详细研究。文献[10]对一台40kW 440V交流电动机在不同工况下由AC—DC—AC变频器供电产生的间谐波做了分析计算。

1.5感应电动机

感应电动机的定子和转子中的线槽会由于铁芯饱和而产生不规则的磁化电流，从而在低压电网中产生间谐波。在电机正常转速下，其干扰频率在500～2000Hz范围内，但电机启动时干扰频率范围更宽。

当然，电动机产生的间谐波也和所带的负载变动特性有关。例如，锻造传动装置、锻造锤、冲压机、电锯、空压机、往复活塞泵等都可能是不同的间谐波源。变化负载的间谐波影响在由静态变频器供电的变速传动装置中也可以看到。

1.6整周波控制的晶闸管装置

这种控制方式是利用一对背靠背晶闸管去开关完整的半周波电压，而不是用改变波形(即相控)来控制，见图4。它应用于长时间恒稳的负荷(例如电炉的温度控制)，常称为“猝发开通”(Burst firing)控制。

在这种情况下，电源的基波频率不能用作傅里叶分析的基础。因为重复周期亦即所产生的最低频率现在是可变的次谐波频率。

若导通的周波数为N，重复波形所经历的周波数为M，则重复周期为M/f，其中f为电源频率。低频率f/M成为基本频率。以此最低频率为基准，进行傅立叶分析，可以得到电流的谐波成分。装置的频谱示例见图5。该图对应N=2，M=3的控制。

可以看出，主要分量是电源电压频率的谐波和频率为(2f/3)的次谐波，而工频基波(f=50Hz)整数倍的谐波(例如f=100Hz，150Hz，……)均为零。

原标题：林海雪：电力系统的间谐波及其国家标准

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