电磁流量计
一、电磁流量计的概念
电磁流量计（简称EMF ）是利用法拉第电磁感应定律制成的一种丈量导电液体体积流量的仪表。50 年代初电磁流量计(EMF) 实现了产业化应用， 70 年代后期泛起键控低频矩形波激磁方式， 逐渐替换早期应用的工频交流激磁方式， 仪表机能有了很大进步， 得到更为广泛的应用。近年来，发展速度较快， 2005 年全球产量估计在20 万台以上。目前，大口径电磁流量计较多应用于给排水工程， 中小口径常用于固液双相等难测流体或高要求场所。如丈量造纸产业纸浆液和黑液、有色冶金业的矿浆、选煤厂的煤浆、化学产业的强侵蚀液以及钢铁产业高炉风口冷却水控制和监漏，长间隔管道煤的水力输送的流量丈量和控制。小口径、微小口径电磁流量计则常用于医药产业、食物产业、生物工程等有卫生要求的场所。
二、测量原理
电磁流量计是根据法拉第电磁感应定律进行流量测量的流量计。可测流量范围大。最大流量与最小流量的比值一般为20 ：1 以上，适用的工业管径范围宽，最大可达3m，输出信号和被测流量成线性， 精确度较高， 可测量电导率≥5μs/cm的酸、碱、盐溶液、水、污水、腐蚀性液体以及泥浆、矿浆、纸浆等的流体流量。但它不能测量气体、蒸汽以及纯净水的流量。
当导体在磁场中作切割磁力线运动时，在导体中会产生感应电势，感应电势的大小与导体在磁场中的有效长度及导体在磁场中作垂直于磁场方向运动的速度成正比。同理，导电流体在磁场中作垂直方向流动而切割磁感应力线时，也会在管道两边的电极上产生感应电势。感应电势的方向由右手定则判定，感应电势的大小由下式确定：
Ex=BDv －－－－－－－－－－－－－－－－式（ 1）
式（ 1）中
Ex— 感应电势， V；
B—磁感应强度， T
D— 管道内径， m
v— 液体的平均流速， m/s
然而体积流量qv 等于流体的流速v 与管道截面积（ πD2）/4 的乘积，将式（ 1）代入
该式得：
Qv=(π D/4B)* Ex －－－－－－－－ -式（ 2）
由上式可知，在管道直径D 己定且保持磁感应强度B 不变时，被测体积流量与感应电势呈线性关系。若在管道两侧各插入一根电极， 就可引入感应电势Ex，测量此电势的大小，就可求得体积流量。据法拉第电磁感应原理，在与测量管轴线和磁力线相垂直的管壁上安装了一对检测电极，当导电液体沿测量管轴线运动时， 导电液体切割磁力线产生感应电势， 此感应电势由两个检测电极检出，数值大小与流速成正比例，其值为：
E=B·V·D·K
式中： E－感应电势；
K－与磁场分布及轴向长度有关的系数；
B－磁感应强度；
V－导电液体平均流速；
D－电极间距；（测量管内直径）
传感器将感应电势E 作为流量信号， 传送到转换器， 经放大， 变换滤波等信号处理后，用带背光的点阵式液晶显示瞬时流量和累积流量。转换器有4~20mA 输出，报警输出及频率输出，并设有RS－485 等通讯接口，并支持HART 和MODBUS 协议。
注：不同电磁流量计参数略有差异，使用时请务必查看说明书。
根据法拉第电磁感应定律，在磁感应强度为B 的均匀磁场中，垂直于磁场方向放一个内径为D 的不导磁管道，当导电液体在管道中以流速v 流动时，导电流体就切割磁力线.如果在管道截面上垂直于磁场的直径两端安装一对电极则可以证明， 只要管道内流速分布为轴对称分布，两电极之间产生感生电动势：
e=KBDv (3-36)式中， v 为管道截面上的平均流速， k 为仪表常数。由此可得管道的体积流量为：
qv= π eD/4KB (3-37)
由上式可见，体积流量qv 与感应电动势e 和测量管内径D 成线性关系，与磁场的磁感应强度B 成反比，与其它物理参数无关。这就是电磁流量计的测量原理。
需要说明的是，要使式(3— 37) 严格成立，必须使电磁流量计测量条件满足下列假定：
①磁场是均匀分布的恒定磁场;
②被测流体的流速轴对称分布;
③被测液体是非磁性的;
④被测液体的电导率均匀且各向同性
三、机能优缺点
(1)优点：
电磁流量计的丈量通道是一段无阻流检测件的光滑直管，因不易梗阻，适用于丈量含有固体颗粒或纤维的液固二相流体，如纸浆、煤水浆、矿浆、泥浆和污水等
2、电磁流量计不产生因检测流量所形成的压力损失，仪表的阻力仅是统一长度管道的沿程阻力，节能效果明显，对于要求低阻力损失的大管径供水管道最为适合。
3、电磁流量计所测得的体积流量，实际上不受流体密度、粘度、温度、压力和电导率（只要在某阈值以上）变化显著的影响。
4、与其他大部分流量仪表比拟，前置直管段要求较低。
5、丈量范围度大，通常为20：1～50：1，可选流量范围宽。满度值液体流速可在0.5～10m/s 内选定。
6、电磁流量计的口径范围比其他品种流量仪表宽， 从几毫米到3m。可测正反双向流量，也可测脉动流量，只要脉动频率低于激磁频率良多。仪表输出本质上是线性的。
易于选择与流体接触件的材料品种，可应用于侵蚀性流体。
(2)缺点：
1、电磁流量计不能丈量电导率很低的液体， 如石油制品和有机溶剂等。不能丈量气体、蒸汽和含有较多较大气泡的液体。
2、通用型电磁流量计因为衬里材料和电气绝缘材料限制，不能用于200 度以上高温度的液体；同时不能用于温度过低的介质，因丈量管外凝露（或霜）而破坏绝缘。
四、分类与应用
目前，电磁流量计已发展成多种类型，分类方法也有良多种：
1．按励磁方式分类
1）直流励磁型这种电磁流量计数目很少， 只用于丈量液态金属流量， 如常温下的汞和高温下的液态钠、钾等。
2）交流工频励磁型较早期的电磁流量计用50Hz 工频市电励磁，因为易受电磁干扰和零点漂移等原因，现已逐渐被低频矩形励磁所代替。但在丈量泥浆、矿浆等液固两相流时，低频矩形波励磁方式因为不能克服固体掠过电极表面产生的尖峰噪声， 而工频交流励磁的仪表则不存在这一缺点，所以海内外尚有一些电磁流量计仍采用交流励磁方式。
3）低频矩形波励磁型用于低频矩形波励磁方式功耗小， 零点不乱， 是目前电磁流量计的主要励磁方式。其波形有“正—负”二值和“正—零—负—零”三值两种。有的电磁流量计励磁频率可以由用户设定，一般小口径仪表用较高频率，大口径仪表用较低频率。
4）双频励磁型励磁电流的波形是在低频矩形波上叠加高频矩形波， 主要为克服二值矩形波励磁存在的浆液噪声和活动噪声，进步仪表的不乱性和响应特性。
2．按传感器和转换器的组成分类
1）分离型这是电磁流量计的主要型式。传感器安装在畅通流畅管道上， 转换器装在仪表室内或易于安装和操纵的传感器四周， 间隔一般为数十到数百米。其好处是转换器可阔别现场恶劣环境前提，电子器件的检查、调整和丈量参数的比较利便。
2）一体型传感器和转换器组装在一起， 装在工艺管道上直接输出反映流量大小的电流（或频率） 尺度信号。其好处是缩短了传感器和转换器之间的流量信号线和励磁线的连接长度，没有外界的这类布线，因此电器接线简朴，价格也比较便宜。但易受管道布置的限制，假如安装在人们不易接近的场所，维护很不利便；此外，转换器中的电子器件装在管道上，易受液体温度和管道振动的影响。
3．按连接方式分类
按流量传感器与管道连接方法分类， 有法兰连接、法兰夹装连接、卫生型连接和螺纹连接。
4．按用途分类
1）通用型用于冶金、石化、造纸、轻纺、给排水、污水处理以及医药、食物、生物和精细化工等产业领域中的一般电磁流量计， 是电磁流量计的主要类型。对被测介质的电导率有一范围要求，一般不能超过其上下限范围。
2）防爆型用于有爆炸性气氛的场所。因为励磁电流能量较大， 目前仍是以隔爆型为主。近年来国外已泛起本质安全型， 即安全火花型电磁流量计， 励磁功率大幅度降低， 可以做成一体型，全部装在危险区域内工作。
3）卫生型用于医药、食口和生物化学等产业的电磁流量计， 在定时来菌、便于拆卸清洗等方面要符合有关卫生的要求。
4）防浸水型用于安装在地面下的传感器，可承受短时间的水浸没。
5）潜水型用于丈量明渠或非满管暗渠自由水面自由流时的流量。传感器在明渠截流挡板下部，长期浸在水下工作。结构和使用上都有别于一般电磁流量计。
6）插入型用于大管径的电磁流量传感器。传感器从管道开孔中径向插入， 以丈量局部流速推算流量，精确度较低，但价格便宜，合用于控制系统。 https://t.cn/RV9q7Y5
一、电磁流量计的概念
电磁流量计（简称EMF ）是利用法拉第电磁感应定律制成的一种丈量导电液体体积流量的仪表。50 年代初电磁流量计(EMF) 实现了产业化应用， 70 年代后期泛起键控低频矩形波激磁方式， 逐渐替换早期应用的工频交流激磁方式， 仪表机能有了很大进步， 得到更为广泛的应用。近年来，发展速度较快， 2005 年全球产量估计在20 万台以上。目前，大口径电磁流量计较多应用于给排水工程， 中小口径常用于固液双相等难测流体或高要求场所。如丈量造纸产业纸浆液和黑液、有色冶金业的矿浆、选煤厂的煤浆、化学产业的强侵蚀液以及钢铁产业高炉风口冷却水控制和监漏，长间隔管道煤的水力输送的流量丈量和控制。小口径、微小口径电磁流量计则常用于医药产业、食物产业、生物工程等有卫生要求的场所。
二、测量原理
电磁流量计是根据法拉第电磁感应定律进行流量测量的流量计。可测流量范围大。最大流量与最小流量的比值一般为20 ：1 以上，适用的工业管径范围宽，最大可达3m，输出信号和被测流量成线性， 精确度较高， 可测量电导率≥5μs/cm的酸、碱、盐溶液、水、污水、腐蚀性液体以及泥浆、矿浆、纸浆等的流体流量。但它不能测量气体、蒸汽以及纯净水的流量。
当导体在磁场中作切割磁力线运动时，在导体中会产生感应电势，感应电势的大小与导体在磁场中的有效长度及导体在磁场中作垂直于磁场方向运动的速度成正比。同理，导电流体在磁场中作垂直方向流动而切割磁感应力线时，也会在管道两边的电极上产生感应电势。感应电势的方向由右手定则判定，感应电势的大小由下式确定：
Ex=BDv －－－－－－－－－－－－－－－－式（ 1）
式（ 1）中
Ex— 感应电势， V；
B—磁感应强度， T
D— 管道内径， m
v— 液体的平均流速， m/s
然而体积流量qv 等于流体的流速v 与管道截面积（ πD2）/4 的乘积，将式（ 1）代入
该式得：
Qv=(π D/4B)* Ex －－－－－－－－ -式（ 2）
由上式可知，在管道直径D 己定且保持磁感应强度B 不变时，被测体积流量与感应电势呈线性关系。若在管道两侧各插入一根电极， 就可引入感应电势Ex，测量此电势的大小，就可求得体积流量。据法拉第电磁感应原理，在与测量管轴线和磁力线相垂直的管壁上安装了一对检测电极，当导电液体沿测量管轴线运动时， 导电液体切割磁力线产生感应电势， 此感应电势由两个检测电极检出，数值大小与流速成正比例，其值为：
E=B·V·D·K
式中： E－感应电势；
K－与磁场分布及轴向长度有关的系数；
B－磁感应强度；
V－导电液体平均流速；
D－电极间距；（测量管内直径）
传感器将感应电势E 作为流量信号， 传送到转换器， 经放大， 变换滤波等信号处理后，用带背光的点阵式液晶显示瞬时流量和累积流量。转换器有4~20mA 输出，报警输出及频率输出，并设有RS－485 等通讯接口，并支持HART 和MODBUS 协议。
注：不同电磁流量计参数略有差异，使用时请务必查看说明书。
根据法拉第电磁感应定律，在磁感应强度为B 的均匀磁场中，垂直于磁场方向放一个内径为D 的不导磁管道，当导电液体在管道中以流速v 流动时，导电流体就切割磁力线.如果在管道截面上垂直于磁场的直径两端安装一对电极则可以证明， 只要管道内流速分布为轴对称分布，两电极之间产生感生电动势：
e=KBDv (3-36)式中， v 为管道截面上的平均流速， k 为仪表常数。由此可得管道的体积流量为：
qv= π eD/4KB (3-37)
由上式可见，体积流量qv 与感应电动势e 和测量管内径D 成线性关系，与磁场的磁感应强度B 成反比，与其它物理参数无关。这就是电磁流量计的测量原理。
需要说明的是，要使式(3— 37) 严格成立，必须使电磁流量计测量条件满足下列假定：
①磁场是均匀分布的恒定磁场;
②被测流体的流速轴对称分布;
③被测液体是非磁性的;
④被测液体的电导率均匀且各向同性
三、机能优缺点
(1)优点：
电磁流量计的丈量通道是一段无阻流检测件的光滑直管，因不易梗阻，适用于丈量含有固体颗粒或纤维的液固二相流体，如纸浆、煤水浆、矿浆、泥浆和污水等
2、电磁流量计不产生因检测流量所形成的压力损失，仪表的阻力仅是统一长度管道的沿程阻力，节能效果明显，对于要求低阻力损失的大管径供水管道最为适合。
3、电磁流量计所测得的体积流量，实际上不受流体密度、粘度、温度、压力和电导率（只要在某阈值以上）变化显著的影响。
4、与其他大部分流量仪表比拟，前置直管段要求较低。
5、丈量范围度大，通常为20：1～50：1，可选流量范围宽。满度值液体流速可在0.5～10m/s 内选定。
6、电磁流量计的口径范围比其他品种流量仪表宽， 从几毫米到3m。可测正反双向流量，也可测脉动流量，只要脉动频率低于激磁频率良多。仪表输出本质上是线性的。
易于选择与流体接触件的材料品种，可应用于侵蚀性流体。
(2)缺点：
1、电磁流量计不能丈量电导率很低的液体， 如石油制品和有机溶剂等。不能丈量气体、蒸汽和含有较多较大气泡的液体。
2、通用型电磁流量计因为衬里材料和电气绝缘材料限制，不能用于200 度以上高温度的液体；同时不能用于温度过低的介质，因丈量管外凝露（或霜）而破坏绝缘。
四、分类与应用
目前，电磁流量计已发展成多种类型，分类方法也有良多种：
1．按励磁方式分类
1）直流励磁型这种电磁流量计数目很少， 只用于丈量液态金属流量， 如常温下的汞和高温下的液态钠、钾等。
2）交流工频励磁型较早期的电磁流量计用50Hz 工频市电励磁，因为易受电磁干扰和零点漂移等原因，现已逐渐被低频矩形励磁所代替。但在丈量泥浆、矿浆等液固两相流时，低频矩形波励磁方式因为不能克服固体掠过电极表面产生的尖峰噪声， 而工频交流励磁的仪表则不存在这一缺点，所以海内外尚有一些电磁流量计仍采用交流励磁方式。
3）低频矩形波励磁型用于低频矩形波励磁方式功耗小， 零点不乱， 是目前电磁流量计的主要励磁方式。其波形有“正—负”二值和“正—零—负—零”三值两种。有的电磁流量计励磁频率可以由用户设定，一般小口径仪表用较高频率，大口径仪表用较低频率。
4）双频励磁型励磁电流的波形是在低频矩形波上叠加高频矩形波， 主要为克服二值矩形波励磁存在的浆液噪声和活动噪声，进步仪表的不乱性和响应特性。
2．按传感器和转换器的组成分类
1）分离型这是电磁流量计的主要型式。传感器安装在畅通流畅管道上， 转换器装在仪表室内或易于安装和操纵的传感器四周， 间隔一般为数十到数百米。其好处是转换器可阔别现场恶劣环境前提，电子器件的检查、调整和丈量参数的比较利便。
2）一体型传感器和转换器组装在一起， 装在工艺管道上直接输出反映流量大小的电流（或频率） 尺度信号。其好处是缩短了传感器和转换器之间的流量信号线和励磁线的连接长度，没有外界的这类布线，因此电器接线简朴，价格也比较便宜。但易受管道布置的限制，假如安装在人们不易接近的场所，维护很不利便；此外，转换器中的电子器件装在管道上，易受液体温度和管道振动的影响。
3．按连接方式分类
按流量传感器与管道连接方法分类， 有法兰连接、法兰夹装连接、卫生型连接和螺纹连接。
4．按用途分类
1）通用型用于冶金、石化、造纸、轻纺、给排水、污水处理以及医药、食物、生物和精细化工等产业领域中的一般电磁流量计， 是电磁流量计的主要类型。对被测介质的电导率有一范围要求，一般不能超过其上下限范围。
2）防爆型用于有爆炸性气氛的场所。因为励磁电流能量较大， 目前仍是以隔爆型为主。近年来国外已泛起本质安全型， 即安全火花型电磁流量计， 励磁功率大幅度降低， 可以做成一体型，全部装在危险区域内工作。
3）卫生型用于医药、食口和生物化学等产业的电磁流量计， 在定时来菌、便于拆卸清洗等方面要符合有关卫生的要求。
4）防浸水型用于安装在地面下的传感器，可承受短时间的水浸没。
5）潜水型用于丈量明渠或非满管暗渠自由水面自由流时的流量。传感器在明渠截流挡板下部，长期浸在水下工作。结构和使用上都有别于一般电磁流量计。
6）插入型用于大管径的电磁流量传感器。传感器从管道开孔中径向插入， 以丈量局部流速推算流量，精确度较低，但价格便宜，合用于控制系统。 https://t.cn/RV9q7Y5
变频器高次谐波产生原因、危害和处理方法
随着电力电子技术的发展，变频器在电力电子系统、工业等诸多领域中的应用日益广泛，变频器产生的高次谐波对公用电网产生的危害也日益严重。
高次谐波的危害
1）使电网中的元件产生附加的谐波损耗，降低发电、输电及用电设备的效率，大量的3次谐波流过中性线会使线路过热甚至发生火灾；
2）影响各种电器设备的正常工作，使电机发生机械振动、噪声和过热，使变压器局部严重过热，使电容器、电缆等设备过热，使绝缘老化，寿命缩短以至损坏；
3）引起电网中局部的并联谐振和串联谐振，从而使谐波放大，引起严重事故；
4）对邻近的通信系统产生干扰，轻者产生噪声，降低通信质量，重者导致信息丢失，使通信系统无法正常工作；
5）导致继电保护和自动装置的误动作，并使电气测量仪表计量不准确。
由于公用电网中的谐波电压和谐波电流对用电设备和电网本身都造成很大的危害，世界许多国家多发布了限制电网谐波的国家标准，由权威机构制定限制谐波的规定。世界各国制定的谐波标准大都比较接近。我国由技术监督局于1993年发布了国家标准（GB/T14549-93）<<电能质量公用电网谐波>>,并从1994年3月1日起开始实施。
变频器的谐波
变频器是工业调速传动领域中应用较为广泛的设备之一。变频器是把工频（50HZ）变换成各种频率的交流电源，以实现电机的变速运行的设备。其中控制电路完成对主电路的控制，整流电路将交流电转换成直流电，直流中间电路对整流电路的输出进行平滑滤波，逆变电路将直流电再逆变成交流电。
由于变频器逆变电路的开关特性，对其供电电源形成了一个典型的非线性负载，因此，以变频器为代表的电力电子装置是公用电网中最主要的谐波源之一。
谐波是指对周期性非正弦交流量进行傅里叶级数分解所得到的大于基波频率整数倍的各次分量，通常也称为高次谐波，而基波是指其频率与工频相同的分量。
就电力系统中的三相交流发电机发出的电压来说，可以认为其波形基本上是正弦量，即电压波形基本上无直流和谐波分量。但由于电力系统中存在着各种各样的谐波源（谐波源是指向公用电网注入谐波电流或在公用电网中产生谐波电压的电气设备），特别是变流装置等设备。
其中，变频器的输入侧产生谐波的机理是：凡是在电源侧有整流回路的都产生因其非线性引起的谐波。而变频器输出侧产生谐波的机理是：在逆变电路中，对于电压型电路来说，输出电压是矩形波。对电流型电路来说，输出电流是矩形波。矩形波中含有较多的谐波，对负载会产生不利影响，因此即使电力系统中电源的电压是正弦波，也会由于非线性元件的存在使得电网中总有谐波电流或电压的存在。因此，电网谐波的存在主要在于电力系统中存在各种非线性元件。
治理方法
目前谐波的治理可采用以下方法：
（1）变频器的隔离、屏蔽、接地
变频器系统的供电电源与其它设备的供电电源相互独立；或在变频器和其它用电设备的输入侧安装隔离变压器；或者将变频器放入铁箱内，铁箱外壳接地。同时变频器输出电源应尽量远离控制电缆敷设（不小于50mm间距），必须靠近敷设时尽量以正交角度跨越，必须平行敷设时尽量缩短平行段长度（不超过1mm），输出电缆应穿钢管并将钢管作电气连通并可靠接地。
（2）加装交流电抗器和直流电抗器
当变频器使用在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，则在变频器输入侧加装交流电抗器。而当配电变压器输出电压三相不平衡，且不平衡率大于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。
（3）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，当LC回路的谐波频率和某一次高次谐波电流频率相同时，即可阻止高次谐波流入电网。无源滤波器特点是投资少、频率高、结构简单、运行可靠及维护方便。无源滤波器缺点是滤波易受系统参数的影响，对某些次谐波有放大的可能、耗费多、体积大。
（4）加装有源滤波器
早在70年代初，日本学者就提出有源滤波器的概念，由源滤波器通过对电流中高次谐波进行检测，根据检测结果输入与高次谐波成分具有相反相位电流，达到实时补偿谐波电流的目的。与无源滤波器相比具有高度可控性和快速响应性，有一机多能特点。且可消除与系统阻抗发生谐振危险。也可自动跟踪补偿变化的谐波。但存在容量大，价格高等特点。
（5）加装无功功率静止型无功补偿装置
对于大型冲击性负荷，可装设无功功率的静止型无功补偿装置，以或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，降低三相电压不平衡度，提高供电系统承受谐波能力。而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，维护方便经济，且我国一般变压器厂均能制造。
（6）线路分开
因电源系统内有阻抗，所以谐波负荷电流将造成电压波形的谐波电压畸形。把产生谐波的负荷的供电线路和对谐波敏感的负荷供电线路分开，线性负荷和非线性负荷从同一电源接口点PCC开始由不同的电路馈电，使非线性负荷产生的畸变电压不会传导到线性负荷上去。
（7）电路的多重化、多元化
逆变单元的并联多元化是采用2个或多个逆变单元并联，通过波形移位叠加，抵消谐波分量；整流电路的多重化是采用12脉波、18脉波、24脉波整流，可降低谐波成分；功率单元的串联多重化是采用多脉波（如30脉波的串联），功率单元多重化线路也可降低谐波成分。此外还有新的变频调制方法，如电压矢量的变形调制。
（8）变频器的控制方式的完善
随着电力电子技术、微电子技术、计算机网络等高新技术发展，变频器控制方式有了以下发展：数字控制变频器，变频器数字化采用单片机MCS51或80C196MC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；多种控制方式结合，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。
（9）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，带任何负载使都能使功率因数为1，可获得工频上下任意可控的输出功率。
综上所述，可以了解变频器以及变频器谐波产生的机理，变频器谐波以及其危害性，以及采用变频器隔离、接地或采用无源滤波器、有源滤波器、加设无功补偿装置以及绿色变频器等方法。
随着电力电子技术以及微电子技术等技术的飞速发展，在治理谐波问题上将会迈上一个新的台阶，将变频器产生的谐波控制在最小范围之内以达到抑制电网污染，提高电能质量。
随着电力电子技术的发展，变频器在电力电子系统、工业等诸多领域中的应用日益广泛，变频器产生的高次谐波对公用电网产生的危害也日益严重。
高次谐波的危害
1）使电网中的元件产生附加的谐波损耗，降低发电、输电及用电设备的效率，大量的3次谐波流过中性线会使线路过热甚至发生火灾；
2）影响各种电器设备的正常工作，使电机发生机械振动、噪声和过热，使变压器局部严重过热，使电容器、电缆等设备过热，使绝缘老化，寿命缩短以至损坏；
3）引起电网中局部的并联谐振和串联谐振，从而使谐波放大，引起严重事故；
4）对邻近的通信系统产生干扰，轻者产生噪声，降低通信质量，重者导致信息丢失，使通信系统无法正常工作；
5）导致继电保护和自动装置的误动作，并使电气测量仪表计量不准确。
由于公用电网中的谐波电压和谐波电流对用电设备和电网本身都造成很大的危害，世界许多国家多发布了限制电网谐波的国家标准，由权威机构制定限制谐波的规定。世界各国制定的谐波标准大都比较接近。我国由技术监督局于1993年发布了国家标准（GB/T14549-93）<<电能质量公用电网谐波>>,并从1994年3月1日起开始实施。
变频器的谐波
变频器是工业调速传动领域中应用较为广泛的设备之一。变频器是把工频（50HZ）变换成各种频率的交流电源，以实现电机的变速运行的设备。其中控制电路完成对主电路的控制，整流电路将交流电转换成直流电，直流中间电路对整流电路的输出进行平滑滤波，逆变电路将直流电再逆变成交流电。
由于变频器逆变电路的开关特性，对其供电电源形成了一个典型的非线性负载，因此，以变频器为代表的电力电子装置是公用电网中最主要的谐波源之一。
谐波是指对周期性非正弦交流量进行傅里叶级数分解所得到的大于基波频率整数倍的各次分量，通常也称为高次谐波，而基波是指其频率与工频相同的分量。
就电力系统中的三相交流发电机发出的电压来说，可以认为其波形基本上是正弦量，即电压波形基本上无直流和谐波分量。但由于电力系统中存在着各种各样的谐波源（谐波源是指向公用电网注入谐波电流或在公用电网中产生谐波电压的电气设备），特别是变流装置等设备。
其中，变频器的输入侧产生谐波的机理是：凡是在电源侧有整流回路的都产生因其非线性引起的谐波。而变频器输出侧产生谐波的机理是：在逆变电路中，对于电压型电路来说，输出电压是矩形波。对电流型电路来说，输出电流是矩形波。矩形波中含有较多的谐波，对负载会产生不利影响，因此即使电力系统中电源的电压是正弦波，也会由于非线性元件的存在使得电网中总有谐波电流或电压的存在。因此，电网谐波的存在主要在于电力系统中存在各种非线性元件。
治理方法
目前谐波的治理可采用以下方法：
（1）变频器的隔离、屏蔽、接地
变频器系统的供电电源与其它设备的供电电源相互独立；或在变频器和其它用电设备的输入侧安装隔离变压器；或者将变频器放入铁箱内，铁箱外壳接地。同时变频器输出电源应尽量远离控制电缆敷设（不小于50mm间距），必须靠近敷设时尽量以正交角度跨越，必须平行敷设时尽量缩短平行段长度（不超过1mm），输出电缆应穿钢管并将钢管作电气连通并可靠接地。
（2）加装交流电抗器和直流电抗器
当变频器使用在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，则在变频器输入侧加装交流电抗器。而当配电变压器输出电压三相不平衡，且不平衡率大于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。
（3）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，当LC回路的谐波频率和某一次高次谐波电流频率相同时，即可阻止高次谐波流入电网。无源滤波器特点是投资少、频率高、结构简单、运行可靠及维护方便。无源滤波器缺点是滤波易受系统参数的影响，对某些次谐波有放大的可能、耗费多、体积大。
（4）加装有源滤波器
早在70年代初，日本学者就提出有源滤波器的概念，由源滤波器通过对电流中高次谐波进行检测，根据检测结果输入与高次谐波成分具有相反相位电流，达到实时补偿谐波电流的目的。与无源滤波器相比具有高度可控性和快速响应性，有一机多能特点。且可消除与系统阻抗发生谐振危险。也可自动跟踪补偿变化的谐波。但存在容量大，价格高等特点。
（5）加装无功功率静止型无功补偿装置
对于大型冲击性负荷，可装设无功功率的静止型无功补偿装置，以或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，降低三相电压不平衡度，提高供电系统承受谐波能力。而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，维护方便经济，且我国一般变压器厂均能制造。
（6）线路分开
因电源系统内有阻抗，所以谐波负荷电流将造成电压波形的谐波电压畸形。把产生谐波的负荷的供电线路和对谐波敏感的负荷供电线路分开，线性负荷和非线性负荷从同一电源接口点PCC开始由不同的电路馈电，使非线性负荷产生的畸变电压不会传导到线性负荷上去。
（7）电路的多重化、多元化
逆变单元的并联多元化是采用2个或多个逆变单元并联，通过波形移位叠加，抵消谐波分量；整流电路的多重化是采用12脉波、18脉波、24脉波整流，可降低谐波成分；功率单元的串联多重化是采用多脉波（如30脉波的串联），功率单元多重化线路也可降低谐波成分。此外还有新的变频调制方法，如电压矢量的变形调制。
（8）变频器的控制方式的完善
随着电力电子技术、微电子技术、计算机网络等高新技术发展，变频器控制方式有了以下发展：数字控制变频器，变频器数字化采用单片机MCS51或80C196MC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；多种控制方式结合，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。
（9）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，带任何负载使都能使功率因数为1，可获得工频上下任意可控的输出功率。
综上所述，可以了解变频器以及变频器谐波产生的机理，变频器谐波以及其危害性，以及采用变频器隔离、接地或采用无源滤波器、有源滤波器、加设无功补偿装置以及绿色变频器等方法。
随着电力电子技术以及微电子技术等技术的飞速发展，在治理谐波问题上将会迈上一个新的台阶，将变频器产生的谐波控制在最小范围之内以达到抑制电网污染，提高电能质量。
#博爱精神[超话]# 【警惕！“量子＋生活”产品，几乎都是骗人的】孩子们统一着装，正快速翻动手上的书本。“5分钟内阅读10万字，读完可以完整复述内容”，这样的特异功能被印在培训机构的海报上，成为一种“开发全脑潜能”的教育方式。此前不久，这则“量子波动速读”比赛视频频频登上热搜。#博爱精神#
这只是借“量子”概念“谋财”的一个案例。
针对这种骗局，知名科普平台“墨子沙龙”的一篇文章科普说，无论波的概念如何拓展，书本上的油墨并不具备辐射和传播的功能，书本所承载的智慧和知识，更不会自动呈现到你脑子里。想要提高阅读能力，将死的文字变为自己脑中的知识，只有多读这一条路可走。
然而，捷径的吸引力是巨大的。记者调查发现，随着我国量子技术的不断突破，借此造假的骗局也不断刷新。
“量子商品”无所不能
从低段位的量子水、量子袜、量子项链，到高段位的专利、资本市场包装，量子概念正在被不少嗅觉灵敏的“生意人”，拿来当成忽悠的“旗号”。
——低阶段位：“吹嘘商品”
在淘宝上搜索“量子”，林林总总各类“量子商品”有上百种：量子水、量子项链、量子烟盒、量子眼镜、量子车膜、量子防辐射手机贴、量子超瓷能量碗……仔细搜索，还有不少量子保健商品，有的甚至打出“量子医学”的概念。
这些商品的共同点是“功能强大”、价格不菲。比如量子袜，既能“防臭”还能“增加能量”，一双价格在30元以上；一款宣称可“直达肌肤底层”的量子美颜喷雾，标价88元；更贵的一款“量子超能共振器”，标价1500多元，号称内含“300核量子芯片”，可以利用量子每秒钟高达上亿次的谐频共振修复紊乱的人体细胞磁场。在一家量子生物科技公司的官网上，声称一款名为“中鼎量子酒”的产品已上市，该产品通过量子技术提高震动频率，从而增强健康因子的能量，达到酒疗功效。该公司目标是2015年-2020年实现量子酒年产2000吨，产值人民币12亿元。
有专家无奈地说，所谓的量子水、量子药、量子肥料等都是忽悠大众的名词，根本跟量子一点关系都没有，将本应纯洁的学术领域炒作得乌烟瘴气。为了让这些产品看起来更加可信，商家还会叠加多个科学概念，让消费者更难分辨。例如，量子共振器就叠加了“负氧离子”“微米电磁波”“太赫兹”等诸多名词。
上海交通大学教授金贤敏告诉记者，尽管生命现象中有不少可能存在量子效应，比如生物导航、光合作用，但由于这些现象太宏观，实验非常困难，“在实验室中尚未能够实现的，怎么就在市场上大行其道？判断一个商品是不是量子的，就是要看它有没有用到量子的相干性、叠加性，如果没有用到，它就不是量子产品。”
——中阶段位：“概念护体”
为了让自己这些荒诞的言论看起来更加可信，这些公司包装自己的“套路”非常类似，大多是用专利、机构、峰会等“概念护体”。
利用“专利”。一家号称做量子科技的公司在公众号中这样介绍：当安装量子水处理器后，超精微振动波被持续恒量地释放出来，通过筒壁传入水中。大的水分子团被分解为小的单个水分子增强了水分子的活性及溶解性，从而让人体更好地吸收。
公司申请了多项实用新型专利，来为产品“背书”：一种“量子水管”提高了净化效率，净化后的自来水达到饮用水的标准；一种“量子超能洗衣纸”，可以实现突破性深层去渍，全面发挥卓越洁净功效；一种“量子芯片”，能够达到较高的量子能量，增强量子能量的穿透力，治疗效果较佳，结构简单合理；一种“量子袜”，包含刻有量子能量的金属纤维，将穴位按摩与袜子相结合形成一种方便使用的涌泉穴按摩能量袜，能治疗多种疾病……
借壳“会议”。一方面在自媒体上发布耸人听闻的文章，挑拨起消费者的“健康焦虑”，例如推送文章喜欢使用“癌症离我们有多远”“轻度脂肪肝也可直接癌变，元凶在这”等标题；另一方面，通过举办线下活动，找到更多机构帮忙颁奖、站台，进一步提升自己的“科技感”。
记者查阅发现了“量子科技产品应用与开发高峰论坛”，会议上囊括了来自中国、韩国、俄罗斯等多国专家，报道声称，“大会领导及到场嘉宾共同见证DNA量子能量仓开仓仪式，专家讲解量子（生物波）医学与中医课程”，量子仓集合了七种能量（远红外电波、光子能量、电气波、电磁波、生物波、磁力场也叫引力波、远红外为代表的综合能量波）。
蹭“论文”。在科普平台“果壳”的一篇文章中，作者指出，2018年9月，这篇发表在中文核心期刊《中国针灸》上的《试论“量子纠缠”与针灸》论文曾在网络上爆红，声称“运用量子纠缠理论实现针灸临床的直系亲属互治，且效果显著”，受到了严重质疑。生物医学文献搜索引擎PubMed显示，这篇论文已被撤稿，给出的理由是“论文存在一些缺陷，作者提出撤回”，中国知网上也已无法搜索到。
——高阶段位：“资本骗局”
2016年11月，龙爱量子产业（深圳）有限公司（以下简称“龙爱量子”）在广东省深圳市注册成立。在该公司的网络平台上，不法分子宣称这是以量子尖端科技为核心，集研发、应用、推广、服务为一体的综合大型集团公司，通过公司生活商城投资产品，可以获赠积分。而实际上，“龙爱量子”要求参加者以缴纳费用的方式获得会员资格，会员按照一定规则组成层级排列，以获取高额动态收益和静态收益，引诱会员不断发展下线，并以发展人员的数量和下线业绩作为返利依据，形成典型的金字塔状的传销会员体系。这一传销案件已被破获。而记者从裁决文书网查询的结果发现，即便已被广泛曝光，仍然有不少普通消费者上当受骗。
不仅是这样的传销案件，在资本市场拿“量子”来说故事的企业也不在少数。量子技术不仅对消费者来说真伪难辨，对于资本市场同样考验判断力。
“我就遇到过一个项目，说通过量子能量波进入人体生物电场进行‘量子共振’来实现基因检测。”越秀产业基金新制造投资部总经理吴煜说，资本市场的重要功能是资源配置，无论是伪量子技术还是蹭量子概念的企业在资本市场过度包装，都将对资金资源有效投入到量子科技产业化的进程产生负面作用。消费市场需要市场监管机构的监管治理，资本市场的监管机构也需要引导市场资源辨伪存真、正确配置。#普法课堂#
这只是借“量子”概念“谋财”的一个案例。
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——低阶段位：“吹嘘商品”
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有专家无奈地说，所谓的量子水、量子药、量子肥料等都是忽悠大众的名词，根本跟量子一点关系都没有，将本应纯洁的学术领域炒作得乌烟瘴气。为了让这些产品看起来更加可信，商家还会叠加多个科学概念，让消费者更难分辨。例如，量子共振器就叠加了“负氧离子”“微米电磁波”“太赫兹”等诸多名词。
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蹭“论文”。在科普平台“果壳”的一篇文章中，作者指出，2018年9月，这篇发表在中文核心期刊《中国针灸》上的《试论“量子纠缠”与针灸》论文曾在网络上爆红，声称“运用量子纠缠理论实现针灸临床的直系亲属互治，且效果显著”，受到了严重质疑。生物医学文献搜索引擎PubMed显示，这篇论文已被撤稿，给出的理由是“论文存在一些缺陷，作者提出撤回”，中国知网上也已无法搜索到。
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2016年11月，龙爱量子产业（深圳）有限公司（以下简称“龙爱量子”）在广东省深圳市注册成立。在该公司的网络平台上，不法分子宣称这是以量子尖端科技为核心，集研发、应用、推广、服务为一体的综合大型集团公司，通过公司生活商城投资产品，可以获赠积分。而实际上，“龙爱量子”要求参加者以缴纳费用的方式获得会员资格，会员按照一定规则组成层级排列，以获取高额动态收益和静态收益，引诱会员不断发展下线，并以发展人员的数量和下线业绩作为返利依据，形成典型的金字塔状的传销会员体系。这一传销案件已被破获。而记者从裁决文书网查询的结果发现，即便已被广泛曝光，仍然有不少普通消费者上当受骗。
不仅是这样的传销案件，在资本市场拿“量子”来说故事的企业也不在少数。量子技术不仅对消费者来说真伪难辨，对于资本市场同样考验判断力。
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