變頻器應用中抗電磁干擾的技術措施解析

1、<p>　　變頻器應用中抗電磁干擾的技術措施解析</p><p>　　摘要：隨著科學技術的不斷進步，電力電子及其控制技術不斷發(fā)展，變頻器已經被廣泛應用到工業(yè)控制的各個領域。變頻器的廣泛應用也帶來了不能忽視的干擾問題。如果變頻器的電磁干擾問題解決不好，不僅變頻器系統(tǒng)無法可靠運行，還會影響其周邊其他電子、電氣設備的正常工作。因此，變頻器應用系統(tǒng)中的電磁干擾問題倍受理論界和工程應用界的廣泛重視。本文主要討論變

2、頻器應用過程的電磁干擾及其抑制措施。 </p><p>　　關鍵詞：變頻器，電磁干擾，措施 </p><p>　　中圖分類號：TN773文獻標識碼： A </p><p>　　引言：隨著經濟的發(fā)展和科學技術的進步，變頻器的應用變得越來越廣泛，但隨之而來的干擾問題一直困擾著電氣技術人員。變頻器周邊的電氣設備以及電氣線路對變頻器產生干擾，同時變頻器也對周邊設備產生干擾。

3、如果變頻器的干擾問題得不到很好的解決，那么就不能保證變頻器系統(tǒng)能夠可靠、穩(wěn)定地運行。本文針對變頻器抗干擾問題，首先闡述了干擾的來源、傳播方式，然后再針對這些干擾提出了不同的措施。 </p><p><b>　　1、干擾的產生 </b></p><p>　　1. 1外部對變頻器的干擾 </p><p>　　在空間中存在著各種各樣的電磁波，例如通信

4、電磁波、線路產生的電磁波，這些電磁波是由于導線中通過的電流產生的，其強弱受電流強度及線路布設方式的影響較大，該電磁波向空中輻射，從而影響變頻器的正常運行。 當變頻器的供電電源受到電網中大量諧波影響時，變頻器就會出現過壓、欠壓、掉電等現象，從而可能造成變頻器的波動甚至損壞，進而影響生產。變頻器的整流管有時會受到補償電容的影響。在補償電容投入以及切出系統(tǒng)時，由于補償電容的性質，會在電網中產生很高的峰值電壓。如果此峰值電壓過大，就有可能擊穿變

5、頻器整流管，導致變頻器損壞。 </p><p>　　1. 2變頻器對外部的干擾 </p><p>　　變頻器的整流電路工作時會產生諧波，這些諧波在電網中傳播，會對其他的電氣設備產生干擾。變頻器工作時，其場控開關器件做高速切換，且產生高次諧波。同時，變頻器的逆變電路輸出電壓及電流功率會攜帶高次諧波，這兩種諧波以及開關器件引起的電磁輻射都不容忽視。在電磁干擾的作用下，變頻器控制信號線及檢測信號

6、線在輸出端會產生較大影響，甚至導致系統(tǒng)不能及時準確地檢測到信號，還會使控制系統(tǒng)紊亂。諧波或電磁輻射干擾會導致繼電器保護裝置誤動作，使電氣儀表計量不準確，甚至無法正常工作。 </p><p>　　2、干擾的抑制與消除 </p><p>　　在實際應用中，為減少電磁輻射的干擾，在變頻器應用中一般采用硬件和軟件兩方面的抗干擾措施。硬件抗干擾主要從硬件出發(fā)，對可能引起系統(tǒng)干擾的干擾源及干擾途徑進行

7、物理防護及切斷。一般涉及變頻器系統(tǒng)的工程中，較多采用的是隔離、接地、屏蔽以及濾波等方式進行物理抗干擾。 </p><p>　　2. 1合理的安裝和布線 </p><p>　　工程中，對變頻器安裝的環(huán)境要求都有明確的規(guī)定，比如變頻器的安裝環(huán)境溫度、濕度等。另外，不同的安裝方式或者技術等也會對變頻器的使用產生較大的影響。合理的布線以及合適的安裝距離及角度等都能在一定程度上改善變頻器的工作性能。

8、在安裝和布線時應注意以下幾點：①變頻器一般多安裝在密閉配電柜中，并且有排風扇等裝置，以保證柜內的空氣流通，并且，在變頻器所在的室內，一般還應裝有空調等降溫設備；②變頻器安裝時應避開電磁干擾比較嚴重的地方，例如電源、信號線比較集中且雜亂的地方，并且應避開灰塵大以及腐蝕性氣體的場合；③應安裝在一個牢固、結實且不會經常震動的地方，并且應做好對震動沖擊的防護措施；④變頻器對所安裝的環(huán)境溫度有一定要求，一般為一20℃一60℃；⑤變頻器的輸入輸出控

9、制及信號線應盡量避開其他設備的電源及信號線，同時其電源線要與信號控制線分開；⑥確保控制柜中的接觸器有滅弧功能。 </p><p>　　2. 2采用電抗器 </p><p>　　在變頻器電路中，電抗器可以對竄入電路中的諧波電流進行有效的抑制。在輸入電路中串入電抗器可以抑制輸入電路中較小的諧波電流，同時可以消除因電網電壓突變和操作過電壓引起的電流沖擊。在變頻器的輸出側串入輸出電抗器，可以改善變

10、頻器輸出電流。此外，負載電抗器可以限流，在一定程度上還可以保護變頻器。因此，在變頻器中，合理地使用電抗器可以提高變頻器系統(tǒng)的可靠性、運行性能和效率。 </p><p>　　2. 3使用濾波器 </p><p>　　變頻器系統(tǒng)的運行會使電網中產生高次諧波，從而可能造成電網波形畸變，使其功率因數降低。濾波器可以對電路中的高次諧波進行抑制或消除。采用無功補償裝置可對電網功率因數降低的情況進行調節(jié)

11、，而對于高次諧波，應根據具體情況，在變頻器的進線端及輸出端加裝濾波器，以改善電網波形畸變對變頻器及其他設備等產生的影響。為了防止變頻器產生的電磁輻射或者諧波等干擾進入電源或者其他設備，在電路中應設置濾波器。在變頻器系統(tǒng)中，有些電源對抗干擾的要求較高，所以，在電源輸入端并聯濾波器可有效抑制變頻器產生的電磁輻射及諧波的干擾。在變頻器的輸入和輸出端分別加入輸入和輸出濾波器，可有效減少電磁干擾、電網電壓突變等造成的影響。對于一些對電磁干擾非常敏

12、感的電子電氣設備，也應該加入濾波器。這種濾波器應該加在電源線上，稱為電源噪聲濾波器。 </p><p>　　2. 4屏蔽整個變頻器 </p><p>　　將整個變頻器系統(tǒng)進行屏蔽，可減小其對外界的干擾，也能防止外部的干擾對變頻器系統(tǒng)造成影響。同時對于干擾源也要進行屏蔽，例如，對于接入變頻器的信號控制線，應使用屏蔽線和屏蔽層，并且接在變頻器一端的屏蔽應接控制電路的公共端，而不應接在變頻器的接

13、地或大地屏蔽層的另一端，這樣可有效抑制外部干擾通過信號電纜影響變頻器。再者，輸出線最好采用專用的屏蔽電纜或用鋼管屏蔽，信號線應盡可能短，最好控制在20 m以內，且信號線應采用雙芯屏蔽，并且與主電路線及控制電纜分離開，同時還應對周圍電子敏感設備線路進行屏蔽。 </p><p>　　2. 5正確的接地 </p><p>　　在實際的電氣系統(tǒng)中，接地技術得到了廣泛的應用。接地可以將電路中外部藕合

14、的噪聲消除，防止外界電磁干擾的影響，對提高電子電氣設備的兼容性能起到至關重要的作用。所以，接地對于外來干擾及自身干擾都有一定的抑制作用。從安全和抑制干擾的角度考慮，變頻器的主回路端子PE(E,G)必須接地。在實踐中，通常采用多點接地、一點接地及混合接地等接地方式。具體使用哪一種接地，應根據具體情況具體分析。實際應用中，對變頻器接地的要求是比較明確的，接地線嚴禁接在系統(tǒng)的零線上，更不能接在變頻器或其他設備的外殼上。當系統(tǒng)中有多臺變頻器以及

15、其他的電子電氣設備時，其接地線不能擰在一起共同接地，應分開單獨接地，以防止設備間的相互干擾。變頻器接地時，對接地線也有一定的要求。一般接地線應比較粗，可以用較粗的短線一端接到接地端子PE端，另一端與接地極相連。一般要求接地線截面積應不小于2. 5mm2，接地線長度小于20 m,接地電阻不能大于100Ω。 </p><p>　　2. 6采取必要的隔離 </p><p>　　在實際工程中，一般

16、要把干擾源單獨隔離開或者把干擾源與容易受到干擾的設備隔離開。在安裝變頻器時應單獨安裝，使變頻器與其他電氣設備盡量互不干擾。有時盡管不能單獨安裝，也應注意將變頻器與其他易受干擾的設備分開安裝，以避免變頻器的電磁噪聲對其進行干擾。 </p><p><b>　　3、結語 </b></p><p>　　干擾的形式是多種多樣的，干擾的分布是隨處可見的，因此采取適當的措施來抑制

17、干擾是十分重要的。在采取抗干擾措施時，還要考慮可行性、成本、效果等因素。采用的措施只要能解決問題即可，往往過多的抗干擾措施有可能會產生額外的干擾。隨著技術的進步，變頻器應用中存在的干擾問題有可能會通過變頻器本身的功能來實現消除。我們相信，在不久的將來，變頻器的干擾問題一定會得到有效的解決，變頻器也會隨著技術的進步，應用得越來越輕松、越來越廣泛。 </p><p><b>　　參考文獻 </b>