為什麼變頻器會產生諧波？

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變頻器諧波是變頻器運行過程中，需要對輸入電源用大功率二極管整流（或晶體管/逆變模塊）進行逆變；在其逆變過程中，在輸入輸出回路產生的高次諧波；變頻器諧波對供電係統、負載及其他鄰近電氣設備產生幹擾。
1、變頻器輸入端諧波產生機理
變頻器的主電路一般為交一直一交組成，外部輸入380V/50Hz的工頻電源經三相橋路不可控整流成直流電壓，經電容濾波及大功率晶體管開關元件逆變為頻率可變的交流電壓。在整流回路中，輸入電流的波形為不規則的矩形波，波形按傅立葉級數分解為基波和各次諧波，諧波次數通常為6n±1次高次諧波，其中的高次諧波將幹擾輸入供電係統。
2、變頻器輸出端諧波產生機理
在逆變輸出回路中，輸出電流信號是受PWM載波信號調製的脈衝波形。對於GTR大功率逆變元件，其PWM的載波頻率為2-3kHz，而IGBT大功率逆變元件的PWM最高載頻可達15kHz。同樣，輸出回路電流信號也可分解為隻含基波和其他各次諧波。
無論是哪一種的變頻器，都大量使用了晶閘管等非線性電力電子元件。不管采用哪種整流方式，變頻器從電網中吸取能量的方式均不是連續的正弦波，而是以脈動的斷續方式向電網索取電流，這種脈動電流和電網的阻抗共同形成脈動電壓降疊加在電網的電壓上，使電壓發生畸變，經傅裏葉級數分析可知，這種非周期正弦波電流是由頻率相同的基波和頻率大於基波頻率的諧波組成。
變頻器產生諧波的機理，就是因為變頻器的非線性，包括整流和逆變兩個環節。舉個簡單的例子，我們平時所見的溪流，如果沒有風，水底是平坦的，那麼，就不會有波浪，不會有漣漪。這是因為水所流經的區域，是線性關係的。正是因為有風、水底不夠平坦這些非線性條件的存在，導致了波浪和漣漪的產生。