一、变频器在桥式起重机上的应用
桥式起重机变频调速一般用在提升机构和小车横向运动机构，由变频电机、变频器、控制器件及线路保护开关等组成。为了防止变频器对外界的干扰和提高电机控制的精度，在变频器周围配有AC／DC电抗器、制动单元及制动电阻、滤波器等。还在起升机构的变频电机内配备有光电旋转编码器，以提高调速精度和响应速度。同时控制器件采用PLC与继电器相结合，提高控制系统可靠性。
二、变频器的结构与谐波的产生
变频器可分为间接和直接变频两大类。间接变频将工频电流通过整流器变成直流，然后再经过逆变器将直流变换成可控频率的交流电。间接变频有三种不同形式：
（1）用可控整流器变压，用逆变器变频，两者要在控制电路上协调配合；（2）变频器整流用斩波器，用脉宽调压，逆变器变频；（3）用不控整流器整流，PWM逆变器同时变频，这种变频器只有采用可控关断的全控式器件（如IGBT等）输出波形才是正弦波。
在逆变电路中，对电压型电路输出电压是矩形波；电流型电路输出电流是矩形波。矩形波中含有较多的谐波，对负载有不利影响。
三、谐波的危害
变频器的干扰对容量大的电力系统影响不明显，但对于容量小的系统，谐波产生的干扰不可忽视，它对公用电网是一种污染，并对其它系统产生如下危害。
1.谐波使电网的元件产生附加谐波损耗，降低了发电、输电及用电设备的使用效率；大量的三次谐波流过中线时会使线路过热甚至发生火灾。
2.谐波影响各种电气元件的正常工作。使用变频器的容量较大或数量较多时，产生的高次谐波干扰可使其它设备误动作。根据英国的ACE报告，各种对象对高次谐波的敏感程度如下：
（1）电动机，在10％～20％以下无影响；（2）仪表，电压畸变10％，电流畸变10％，误差在1％以下；（3）电子开关，超过10％产生误动作；（4）计算机，超过5％会出错。
3.谐波会引起电网局部的并联谐振和串联谐振，从而放大谐波，危害增加，甚至引起严重事故。
4.谐波会对临近的通信系统产生干扰，导致通信质量降低、信息丢失、微处理器的系统程序运行失控，使通讯系统无法正常工作。
变频器的干扰途径与一般电磁干扰途径是一致的，主要分传导、电磁辐射、感应耦合。
1.电路耦合方式。由于输入电流为非正弦波，当变频器的容量较大时，将使电网电压产生畸变，影响其他设备工作，同时输出端产生的传导干扰使直接驱动的电机铜损、铁损大幅增加，影响了电机的运转特性。显然，这是变频器输入电流干扰信号的主要传播方式。
2.感应耦合方式。当变频器的输入电路或输出电路与其他设备的电路挨得很近时，变频器的高次谐波信号将通过感应的方式耦合到其他设备中。
感应的方式又有两种即电磁感应和静电感应。
3.幅射方式。即以电磁波方式向空中幅射，这是频率很高的谐波分量的传播方式。
四、谐波的抑制
1.加装静止型无功补偿装置，以获得补偿负荷快速变动的无功需求，改善功率因数，滤除系统谐波，减少向系统注入谐波电流，稳定母线电压。
其中以自饱和电抗型（SR型）的效果最好，其电子元件少、可靠性高、反应速度快、维护方便，国内变压器厂可制造。
2.对电力电子装置本身进行改造，使其不产生谐波，且功率因数可控制为1，也就是说使用理想化的无谐波污染的绿色变频器。绿色变频器的品质标准是输入和输出电流都是正弦波，输入功率因数可控，带任何负载都能使功率因数为1，可获得工频上下任意可控的输出功率。
3.在市电网中采用适当的措施来抑制谐波，具体方法有以下几种。
（1）安装适当的电抗器。变频器的输入侧功率因数取决于装置内部的AC／DC变换电路系统，可利用并联DC电抗器、电源侧串联AC电抗器的方法，使进线电流的THDV降低30％～50％。当变频器使用的配电变压器容量大于500kVA，且变压器容量大于变频器容量的10倍以上时，则在变频器输入侧加装交流电抗器。当配电变压器输出电压三相不平衡率大于3％时，变频器输入电流峰值很大，会造成导线过热，则此时需加装交流电抗器。严重时则需加装直流电抗器。该方案价格便宜，但限制谐波的效率有限，且电抗太大时，会产生压降损失。
（2）加装无源滤波器。将无源滤波器安装在变频器的交流侧，无源滤波器由L、C、R元件构成谐波共振回路，满载时进线中的THDV可降至5％￣10％，满足EN61000－3－12和IEEE519－1992的要求。此措施技术成熟，价格适中，适用于所有负载下的THDV＜30％的情况。无源滤波器缺点是滤波易受系统参数的影响，灵活性小，轻载时功率因数会降低，对某次谐波有放大的可能。
（3）装设有源电力滤波器。目前谐波抑制的一个重要方法是采用有源电力滤波器。它串联或是并联于主电路中，实时从补偿对象中检测出谐波电流，由补偿装置产生一个与该谐波电流大小相等、方向相反的补偿电流，从而使电网电流只含基波分量。这种滤波器能对频率和幅值都变化的谐波进行跟踪补偿，无源滤波器相比具有高度可控性和快速响应性。其特性不受系统影响，无谐波放大的危险，国外已获广泛应用。但它容量大，价格高。
（4）采用多相脉冲整流。在条件允许或要求谐波限制在比较小的情况下，可采用多相整流的方法。
12相脉冲整流THDV大约为10％～15％，18相脉冲整流的THDV约为3％～8％，减低谐波成分，满足国际标准要求。缺点是需要专用变压器，不利于设备改造，价格较高。
（5）使用滤波模块组件。目前市场上有很多专用于抗传导干扰的滤波模件或组件。这些滤波器具有较强的抗干扰能力，同时还具有防止用电器本身的干扰传导给电源，有些还兼有尖峰电压吸收功能。
（6）选用D－YN11接线组别的三相配电变压器。三相变压器中将高压侧绕组接成三角形，低压绕组为星形避免相电动势波形畸变的影响。此时，由地区低压电网供电的220V负荷，线路电流不会超过30A，可用220V单相供电，否则应以220／380V三相四线供电。
（7）变频器控制方式的完善。随着电力电子技术、微电子技术、计算机网络化等高新技术发展，变频器控制方式也有很大变化，如数字控制变频器，变频器数字化采用单片机MCS51或80C196MC及PLC为核心等，辅助以SLE4520或EPLD液晶显示器等来实现更加完善的控制性能；单一的控制方式有着各自的缺点，如果将这些单一控制方式结合起来，可以取长补短，从而达到降低谐波、提高效率的功效。在编制软件时适当增加对检测信号和输出控制部分的软件滤波，以增强系统自身的抗干扰能力。
桥式起重机变频调速一般用在提升机构和小车横向运动机构，由变频电机、变频器、控制器件及线路保护开关等组成。为了防止变频器对外界的干扰和提高电机控制的精度，在变频器周围配有AC／DC电抗器、制动单元及制动电阻、滤波器等。还在起升机构的变频电机内配备有光电旋转编码器，以提高调速精度和响应速度。同时控制器件采用PLC与继电器相结合，提高控制系统可靠性。
二、变频器的结构与谐波的产生
变频器可分为间接和直接变频两大类。间接变频将工频电流通过整流器变成直流，然后再经过逆变器将直流变换成可控频率的交流电。间接变频有三种不同形式：
（1）用可控整流器变压，用逆变器变频，两者要在控制电路上协调配合；（2）变频器整流用斩波器，用脉宽调压，逆变器变频；（3）用不控整流器整流，PWM逆变器同时变频，这种变频器只有采用可控关断的全控式器件（如IGBT等）输出波形才是正弦波。
在逆变电路中，对电压型电路输出电压是矩形波；电流型电路输出电流是矩形波。矩形波中含有较多的谐波，对负载有不利影响。
三、谐波的危害
变频器的干扰对容量大的电力系统影响不明显，但对于容量小的系统，谐波产生的干扰不可忽视，它对公用电网是一种污染，并对其它系统产生如下危害。
1.谐波使电网的元件产生附加谐波损耗，降低了发电、输电及用电设备的使用效率；大量的三次谐波流过中线时会使线路过热甚至发生火灾。
2.谐波影响各种电气元件的正常工作。使用变频器的容量较大或数量较多时，产生的高次谐波干扰可使其它设备误动作。根据英国的ACE报告，各种对象对高次谐波的敏感程度如下：
（1）电动机，在10％～20％以下无影响；（2）仪表，电压畸变10％，电流畸变10％，误差在1％以下；（3）电子开关，超过10％产生误动作；（4）计算机，超过5％会出错。
3.谐波会引起电网局部的并联谐振和串联谐振，从而放大谐波，危害增加，甚至引起严重事故。
4.谐波会对临近的通信系统产生干扰，导致通信质量降低、信息丢失、微处理器的系统程序运行失控，使通讯系统无法正常工作。
变频器的干扰途径与一般电磁干扰途径是一致的，主要分传导、电磁辐射、感应耦合。
1.电路耦合方式。由于输入电流为非正弦波，当变频器的容量较大时，将使电网电压产生畸变，影响其他设备工作，同时输出端产生的传导干扰使直接驱动的电机铜损、铁损大幅增加，影响了电机的运转特性。显然，这是变频器输入电流干扰信号的主要传播方式。
2.感应耦合方式。当变频器的输入电路或输出电路与其他设备的电路挨得很近时，变频器的高次谐波信号将通过感应的方式耦合到其他设备中。
感应的方式又有两种即电磁感应和静电感应。
3.幅射方式。即以电磁波方式向空中幅射，这是频率很高的谐波分量的传播方式。
四、谐波的抑制
1.加装静止型无功补偿装置，以获得补偿负荷快速变动的无功需求，改善功率因数，滤除系统谐波，减少向系统注入谐波电流，稳定母线电压。
其中以自饱和电抗型（SR型）的效果最好，其电子元件少、可靠性高、反应速度快、维护方便，国内变压器厂可制造。
2.对电力电子装置本身进行改造，使其不产生谐波，且功率因数可控制为1，也就是说使用理想化的无谐波污染的绿色变频器。绿色变频器的品质标准是输入和输出电流都是正弦波，输入功率因数可控，带任何负载都能使功率因数为1，可获得工频上下任意可控的输出功率。
3.在市电网中采用适当的措施来抑制谐波，具体方法有以下几种。
（1）安装适当的电抗器。变频器的输入侧功率因数取决于装置内部的AC／DC变换电路系统，可利用并联DC电抗器、电源侧串联AC电抗器的方法，使进线电流的THDV降低30％～50％。当变频器使用的配电变压器容量大于500kVA，且变压器容量大于变频器容量的10倍以上时，则在变频器输入侧加装交流电抗器。当配电变压器输出电压三相不平衡率大于3％时，变频器输入电流峰值很大，会造成导线过热，则此时需加装交流电抗器。严重时则需加装直流电抗器。该方案价格便宜，但限制谐波的效率有限，且电抗太大时，会产生压降损失。
（2）加装无源滤波器。将无源滤波器安装在变频器的交流侧，无源滤波器由L、C、R元件构成谐波共振回路，满载时进线中的THDV可降至5％￣10％，满足EN61000－3－12和IEEE519－1992的要求。此措施技术成熟，价格适中，适用于所有负载下的THDV＜30％的情况。无源滤波器缺点是滤波易受系统参数的影响，灵活性小，轻载时功率因数会降低，对某次谐波有放大的可能。
（3）装设有源电力滤波器。目前谐波抑制的一个重要方法是采用有源电力滤波器。它串联或是并联于主电路中，实时从补偿对象中检测出谐波电流，由补偿装置产生一个与该谐波电流大小相等、方向相反的补偿电流，从而使电网电流只含基波分量。这种滤波器能对频率和幅值都变化的谐波进行跟踪补偿，无源滤波器相比具有高度可控性和快速响应性。其特性不受系统影响，无谐波放大的危险，国外已获广泛应用。但它容量大，价格高。
（4）采用多相脉冲整流。在条件允许或要求谐波限制在比较小的情况下，可采用多相整流的方法。
12相脉冲整流THDV大约为10％～15％，18相脉冲整流的THDV约为3％～8％，减低谐波成分，满足国际标准要求。缺点是需要专用变压器，不利于设备改造，价格较高。
（5）使用滤波模块组件。目前市场上有很多专用于抗传导干扰的滤波模件或组件。这些滤波器具有较强的抗干扰能力，同时还具有防止用电器本身的干扰传导给电源，有些还兼有尖峰电压吸收功能。
（6）选用D－YN11接线组别的三相配电变压器。三相变压器中将高压侧绕组接成三角形，低压绕组为星形避免相电动势波形畸变的影响。此时，由地区低压电网供电的220V负荷，线路电流不会超过30A，可用220V单相供电，否则应以220／380V三相四线供电。
（7）变频器控制方式的完善。随着电力电子技术、微电子技术、计算机网络化等高新技术发展，变频器控制方式也有很大变化，如数字控制变频器，变频器数字化采用单片机MCS51或80C196MC及PLC为核心等，辅助以SLE4520或EPLD液晶显示器等来实现更加完善的控制性能；单一的控制方式有着各自的缺点，如果将这些单一控制方式结合起来，可以取长补短，从而达到降低谐波、提高效率的功效。在编制软件时适当增加对检测信号和输出控制部分的软件滤波，以增强系统自身的抗干扰能力。
