为什么变频器会产生谐波？

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变频器谐波是变频器运行过程中，需要对输入电源用大功率二极管整流（或晶体管/逆变模块）进行逆变；在其逆变过程中，在输入输出回路产生的高次谐波；变频器谐波对供电系统、负载及其他邻近电气设备产生干扰。
1、变频器输入端谐波产生机理
变频器的主电路一般为交一直一交组成，外部输入380V/50Hz的工频电源经三相桥路不可控整流成直流电压，经电容滤波及大功率晶体管开关元件逆变为频率可变的交流电压。在整流回路中，输入电流的波形为不规则的矩形波，波形按傅立叶级数分解为基波和各次谐波，谐波次数通常为6n±1次高次谐波，其中的高次谐波将干扰输入供电系统。
2、变频器输出端谐波产生机理
在逆变输出回路中，输出电流信号是受PWM载波信号调制的脉冲波形。对于GTR大功率逆变元件，其PWM的载波频率为2-3kHz，而IGBT大功率逆变元件的PWM最高载频可达15kHz。同样，输出回路电流信号也可分解为只含基波和其他各次谐波。
无论是哪一种的变频器，都大量使用了晶闸管等非线性电力电子元件。不管采用哪种整流方式，变频器从电网中吸取能量的方式均不是连续的正弦波，而是以脉动的断续方式向电网索取电流，这种脉动电流和电网的阻抗共同形成脉动电压降叠加在电网的电压上，使电压发生畸变，经傅里叶级数分析可知，这种非周期正弦波电流是由频率相同的基波和频率大于基波频率的谐波组成。
变频器产生谐波的机理，就是因为变频器的非线性，包括整流和逆变两个环节。举个简单的例子，我们平时所见的溪流，如果没有风，水底是平坦的，那么，就不会有波浪，不会有涟漪。这是因为水所流经的区域，是线性关系的。正是因为有风、水底不够平坦这些非线性条件的存在，导致了波浪和涟漪的产生。