谐波对异步电动机的影响与防护处置方法

一、谐波对异步电动机的影响

谐波对异步电动机的影响，主要是增加电动机的附加损耗，降低效率，严重时使电动机过热。尤其是负序谐波在电动机中产生负序旋转磁场，形成与电动机旋转方向相反的转矩，起制动作用，从而减少电动机的出力。

另外，电动机中的谐波电流，当频率接近某零件的固有频率时还会使电动机产生机械振动，发出很大的噪声。

二、谐波对电机的影响

1、对旋转的电动机而言，谐波电流或谐波电压在定子绕组、转子回路及铁芯中会产生附加损耗，导致电机的整体能量转换效率降低。

2、谐波电流能使电机的铜耗增加，所以电机在严重的谐波负载下将产生局部过热、振动和噪声增大、温升增加，导致绝缘层老化加速，降低了设备的寿命。

针对谐波，我们可以用功率分析仪或者整合功率分析仪的电机测试系统进行测量分析。

如图：

三、谐波对电动机运行影响及防护处置

我国《节约能源法》第39条规定：“将变频调速列入通用节能技术加以推广。”在工矿企业的众多电力拖动系统中，大多采用异步电动机作为拖动动力。

在电力拖动系统的调速节能改造工程中，除优化拖动系统装置的设计外，仍需运用变频调速技术进行节能改造。实现异步电动机的变频调速，这是发明异步电动机百年以来人们翘首以待的“世纪之梦”。

变频器具有高效节能、调速精度高、范围宽的特性，可实现异步电动机的软起动。同时还能有效地改善拖动设备的机械性能，这对使用面广、数量多的异步电动机，必将会取得很好经济效益。

但变频器是非线性设备，使用大功率二级管整流，大功率晶体管逆变，运行中必将会引起正弦波的畸变而产生高次谐波。

当变频器向电动机输入频率可变的电流时，必然会将含有颇丰的高次谐波电流输入电动机而造成不良影响。

为此，必须通过采取一系列的谐波治理措施，将谐波造成影响降到最低，使变频调速的节能技术得到推广应用，从而可取得很好的经济效益。

一、变频调速的优越性

1.变频调速特性好

实现异步电动机的变频调速，是发明异步电动机百年以来人们翘首以待的“世纪之梦”。变频器通过不懈改进、提高和完善，其调速工作特性毫不逊色，即与直流调速系统相比较，某些性能还将超过直流调速。由于频率本身是数字量，即可实现不需外部反馈情况下而获得很硬的机械特性。同时还具有调速精度高、范围宽、起动平滑、性能稳定、维护简便等优点，并易于实现生产过程的自动控制。

2.变频调速系统故障率低

异步电动机拖动系统，可在不更换原电动机条件下，实现变频调速节能技术改造，即在电动机与电源之间接入相配套的变频器，而得到最佳调速效果。其故障低是得益于异步电动机的结构简单、性能稳定、运行可靠，而转子回路内电流不需从外部引入，故出现故障几率很低。

3.变频调速可实现软起动

异步电动机若采用全压直接起动，其起动电流是额定电流的5-7倍，这么大的起动电流将会对拖动设备或电网造成冲击。而采用变频调速起动，其起动电流一般不会超过额定电流的1.5倍，而且起动平滑稳定无冲击，实现异步电动机真正意义上软起动。

4.变频调速会延长设备使用寿命

变频调速在风机、泵类负载中使用，不仅能按负载运行功能要求实现转速条件，而且起动过程中振动和机械噪声很小。变频器用于一般机械设备的调速，在起动、停止、加速、减速等工况下，均不会产生振动和冲击，故可延长机械设备的使用寿命。

5.变频器用于输送机调速时转矩平滑

变频器用于输送机电动机的调速，在负载下加、减速时，也具有性能良好的软起动效果，并且转矩平滑。尤是在重载下起动时，可平稳地提升输出转矩，这是普通减速起动器所无法达到的效果。

二、变频器产生谐波机理