一般无源滤波器能否用于变频器的谐波治理

一般的无源谐波滤波器采用LC陷波电路，并联在线路上，为谐波电流提供一个低阻抗通路，如图1所示。

这种原理的滤波不能用于变频器的电源输入端，主要是存在以下几个方面的问题：
图1传统陷波器型滤波器
图2陷波型滤波器的滤波效果分析

第一：滤波效果不确定：
这种滤波器与变频器组合起来时，并不能保证传动系统的谐波电流发射满足特定的要求，因为滤波器的实际效果与电网的阻抗有很大关系；

用如图2所示的电路来分析滤波器的效果。图中，ZS表示变压器的阻抗，ZL表示线路的阻抗，(ZS+ZL)代表了电网的阻抗。利用并联电路分析的方法可知，流过滤波器的谐波电流越大，意味着流入电网的谐波电流越小，也就是滤波器的效果越好。

而流入滤波器的谐波电流的大小取决于电网阻抗与滤波器的阻抗ZF的比值，这个比值越大，滤波器的滤波效果越好。
当滤波器的阻抗ZF一定时，线路的阻抗Z0越大，滤波效果越好。如果线路的阻抗一定，则滤波器的阻抗ZF越小，滤波效果越好。
因此，陷波型滤波器的效果与电网的阻抗密切相关。图3是不同电网阻抗下的滤波器效果。

第二：吸收上游谐波电流：
陷波型滤波器对于特定的谐波电流提供了一个低阻抗的通路，因此，不仅变频器产生的谐波电流能够被旁路，来自上游的谐波电流也会被旁路，这就容易造成滤波器过载，甚至损坏。

第三：发出过大容性无功：
陷波型滤波器由于采用较大的电容，因此会发出较大的容性无功。这对于传统的工业电网是好事，因为可以在滤波的同时，补偿无功功率。但是，变频器本身并不需要容性无功，滤波器发出过大的容性无功，会使传动系统成为一个电容性的负载，对电网造成不良的影响。

第四：可能与系统发生谐振：
陷波电路在调谐频率以外的频率呈现电容性或电感性，极有可能与系统的电容或电感发生谐振，造成系统不稳定，严重时，甚至会损坏系统。

因此，用于变频器的谐波滤波器必须专门设计，避免上述的各种缺陷。近年来，随着变频器的普及应用，以及变频器产生的谐波造成的问题日益严重，人们对变频器产生谐波的机理进行了深入的研究，并开发出了适宜的滤波器。

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审核编辑 黄宇