电动机启动会产生谐波吗「变频器谐波对电机的影响」

今天带来电动机启动会产生谐波吗「变频器谐波对电机的影响」，关于电动机启动会产生谐波吗「变频器谐波对电机的影响」很多人还不知道，现在让我们一起来看看吧！

有次，一个非常大的公司，非让我们去测试一下低压出线的谐波，因为电机启动不了了。那么谐波真的可以让电机启动不了吗？谐波到底是什么呢？它还有哪些危害呢？究竟是什么谐波呢？

谐波的正式定义是：对周期性非正弦电量进行傅里叶级数分解，除了得到与电网基波频率相同的分量，还得到一系列大于电网基波频率的分量，这部分电量称为谐波。

通俗点来说，我们国内的电力系统提供的是频率为50赫兹的交流正弦波，这个就是基波。而频率高于50赫兹的其他所有波形，统统都是谐波，往往称为高次谐波，比如3次谐波、5次谐波、7次谐波……

（谐波的含义）

3次谐波中的“3次”指的是频率是基波3倍的谐波，即频率等于150赫兹。如上图所示，当基波完成一个周期正弦波的完整波形时，3次谐波则完成了三个周期的完整波形。5次谐波、7次谐波也是同样道理。

理解了这个之后，我们再回过头来看一下谐波定义里的“对周期性非正弦电量进行傅里叶级数分解”。下图中，通过傅里叶级数分解，非正弦周期函数f(t)被分解成直流分量、基波、2次谐波、n次谐波之和。一般在电力行业中主要关注的就是奇数次的高次谐波，如3次谐波、5次谐波、7次谐波等。

（非正弦周期函数的傅里叶级数）

谐波是从哪里来的呢？

谐波产生的根本原因是非线性负载。

线性负载：负载吸收的电流是与电压频率相同的正弦波电流，电流与电压之间存在着固定的相位差。最简单的，在RLC负载电路中，施加正弦交流电压，则电流仍是正弦性的。但电压与电流之间的相位关系，既不是同相，也不是差90度，而是相差一个φ角。非线性负载：当对负载施加正弦交流电压时，电流并不是正弦性的，电压和电流之间的关系是经常变化的。

（左侧为线性负载，右侧为非线性负载）

非线性负载主要有下面四种，其中以内含整流设备的负载为多。

电弧加热设备，如：电弧炉、电焊机等。这类设备由于电弧在70V以上才会起狐，才会有弧电流，并且灭弧电压略低于起狐电压，造成弧电流和弧电压的非线性。交流整流的直流用电设备，如：电力机车、电解电镀等。这类设备是由于整流整备有一个阀电压，当小于阀电压时，电流为零。同时为了控制直流用电设备的电压和电流，通常在整流设备中应用了可控硅，加剧了谐波的产生量。交流整流再逆变用电设备，如：变频调速、变频空调等。这类设备基本与上一种类似，但在直流逆变成交流时也有大量谐波的产生。开关电源设备，如：中频炉、彩电、电脑、电子整流器等。

（不同负载产生的谐波）

谐波有什么危害呢？

电力谐波对电力网（包括用户）危害是十分严重的，它是一种电力污染，一种人们看不见、嗅不到、摸不着的污染。它的危害包括：

第一，对电力系统的危害。

功率因素下降。谐波电流在电网中流动，从而增加了损耗，影响电网及其他电气设备的正常运行。增加了电网发生谐振的可能，谐振将产生很高的过电压和过电流，后果很严重。

第二，对供电设备的危害。

电力变压器和发电机损耗增大，产生过热，降低输出功率。三次谐波导致中性线电流过大，引起电缆发热甚至火灾。可能使保护装置产生误动，直接危害电网的安全运行。

第三，对用电设备的危害。

加速电容器老化，甚至使电容器爆炸。影响电动机效率和正常运行，缩短电动机寿命。影响和干扰测量控制仪器以及通讯系统的正常工作。

举例来说，对于一般的RCL电路，如果不含有谐波，则频率等于50赫兹，阻抗固定。如果含有高次谐波，比如3次谐波、5次谐波等，我们可以知道频率越高，容抗越小。所以对于电容器来说，当高次谐波的含量较高时，呈现出低阻抗的特性，从而导致过电流，使电容器长期工作在过载情况，加速老化，甚至爆炸。

谐波能测量吗？

当然可以。

我们通常用谐波总畸变率（THD）来表示谐波的含量。

它的计算公式是这样的。

（谐波总畸变率THD的计算公式）

通常直接采用仪器测量，能够显示所测线路的谐波总畸变率，以及高次谐波的示波。

（高次谐波示波图）

总谐波畸变率的合理范围如下图。

（总谐波畸变率合理范围）

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