變頻器應(yīng)用中抗電磁干擾的技術(shù)措施解析

1、<p>　　變頻器應(yīng)用中抗電磁干擾的技術(shù)措施解析</p><p>　　摘要：隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，電力電子及其控制技術(shù)不斷發(fā)展，變頻器已經(jīng)被廣泛應(yīng)用到工業(yè)控制的各個(gè)領(lǐng)域。變頻器的廣泛應(yīng)用也帶來(lái)了不能忽視的干擾問(wèn)題。如果變頻器的電磁干擾問(wèn)題解決不好，不僅變頻器系統(tǒng)無(wú)法可靠運(yùn)行，還會(huì)影響其周邊其他電子、電氣設(shè)備的正常工作。因此，變頻器應(yīng)用系統(tǒng)中的電磁干擾問(wèn)題倍受理論界和工程應(yīng)用界的廣泛重視。本文主要討論變

2、頻器應(yīng)用過(guò)程的電磁干擾及其抑制措施。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：變頻器，電磁干擾，措施 </p><p>　　中圖分類號(hào)：TN773文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A </p><p>　　引言：隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，變頻器的應(yīng)用變得越來(lái)越廣泛，但隨之而來(lái)的干擾問(wèn)題一直困擾著電氣技術(shù)人員。變頻器周邊的電氣設(shè)備以及電氣線路對(duì)變頻器產(chǎn)生干擾，同時(shí)變頻器也對(duì)周邊設(shè)備產(chǎn)生干擾。

3、如果變頻器的干擾問(wèn)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(yùn)行。本文針對(duì)變頻器抗干擾問(wèn)題，首先闡述了干擾的來(lái)源、傳播方式，然后再針對(duì)這些干擾提出了不同的措施。 </p><p><b>　　1、干擾的產(chǎn)生 </b></p><p>　　1. 1外部對(duì)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(chǎn)生的電磁波，這些電磁波是由于導(dǎo)線中通過(guò)的電流產(chǎn)生的，其強(qiáng)弱受電流強(qiáng)度及線路布設(shè)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(yùn)行。 當(dāng)變頻器的供電電源受到電網(wǎng)中大量諧波影響時(shí)，變頻器就會(huì)出現(xiàn)過(guò)壓、欠壓、掉電等現(xiàn)象，從而可能造成變頻器的波動(dòng)甚至損壞，進(jìn)而影響生產(chǎn)。變頻器的整流管有時(shí)會(huì)受到補(bǔ)償電容的影響。在補(bǔ)償電容投入以及切出系統(tǒng)時(shí)，由于補(bǔ)償電容的性質(zhì)，會(huì)在電網(wǎng)中產(chǎn)生很高的峰值電壓。如果此峰值電壓過(guò)大，就有可能擊穿變

5、頻器整流管，導(dǎo)致變頻器損壞。 </p><p>　　1. 2變頻器對(duì)外部的干擾 </p><p>　　變頻器的整流電路工作時(shí)會(huì)產(chǎn)生諧波，這些諧波在電網(wǎng)中傳播，會(huì)對(duì)其他的電氣設(shè)備產(chǎn)生干擾。變頻器工作時(shí)，其場(chǎng)控開(kāi)關(guān)器件做高速切換，且產(chǎn)生高次諧波。同時(shí)，變頻器的逆變電路輸出電壓及電流功率會(huì)攜帶高次諧波，這兩種諧波以及開(kāi)關(guān)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(hào)線及檢測(cè)信號(hào)

6、線在輸出端會(huì)產(chǎn)生較大影響，甚至導(dǎo)致系統(tǒng)不能及時(shí)準(zhǔn)確地檢測(cè)到信號(hào)，還會(huì)使控制系統(tǒng)紊亂。諧波或電磁輻射干擾會(huì)導(dǎo)致繼電器保護(hù)裝置誤動(dòng)作，使電氣儀表計(jì)量不準(zhǔn)確，甚至無(wú)法正常工作。 </p><p>　　2、干擾的抑制與消除 </p><p>　　在實(shí)際應(yīng)用中，為減少電磁輻射的干擾，在變頻器應(yīng)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(duì)可能引起系統(tǒng)干擾的干擾源及干擾途徑進(jìn)行

7、物理防護(hù)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(jìn)行物理抗干擾。 </p><p>　　2. 1合理的安裝和布線 </p><p>　　工程中，對(duì)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(shù)等也會(huì)對(duì)變頻器的使用產(chǎn)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(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：①變頻器一般多安裝在密閉配電柜中，并且有排風(fēng)扇等裝置，以保證柜內(nèi)的空氣流通，并且，在變頻器所在的室內(nèi)，一般還應(yīng)裝有空調(diào)等降溫設(shè)備；②變頻器安裝時(shí)應(yīng)避開(kāi)電磁干擾比較嚴(yán)重的地方，例如電源、信號(hào)線比較集中且雜亂的地方，并且應(yīng)避開(kāi)灰塵大以及腐蝕性氣體的場(chǎng)合；③應(yīng)安裝在一個(gè)牢固、結(jié)實(shí)且不會(huì)經(jīng)常震動(dòng)的地方，并且應(yīng)做好對(duì)震動(dòng)沖擊的防護(hù)措施；④變頻器對(duì)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(hào)線應(yīng)盡量避開(kāi)其他設(shè)備的電源及信號(hào)線，同時(shí)其電源線要與信號(hào)控制線分開(kāi)；⑥確?？刂乒裰械慕佑|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(duì)竄入電路中的諧波電流進(jìn)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(shí)可以消除因電網(wǎng)電壓突變和操作過(guò)電壓引起的電流沖擊。在變頻器的輸出側(cè)串入輸出電抗器，可以改善變

10、頻器輸出電流。此外，負(fù)載電抗器可以限流，在一定程度上還可以保護(hù)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(yùn)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(yùn)行會(huì)使電網(wǎng)中產(chǎn)生高次諧波，從而可能造成電網(wǎng)波形畸變，使其功率因數(shù)降低。濾波器可以對(duì)電路中的高次諧波進(jìn)行抑制或消除。采用無(wú)功補(bǔ)償裝置可對(duì)電網(wǎng)功率因數(shù)降低的情況進(jìn)行調(diào)節(jié)

11、，而對(duì)于高次諧波，應(yīng)根據(jù)具體情況，在變頻器的進(jìn)線端及輸出端加裝濾波器，以改善電網(wǎng)波形畸變對(duì)變頻器及其他設(shè)備等產(chǎn)生的影響。為了防止變頻器產(chǎn)生的電磁輻射或者諧波等干擾進(jìn)入電源或者其他設(shè)備，在電路中應(yīng)設(shè)置濾波器。在變頻器系統(tǒng)中，有些電源對(duì)抗干擾的要求較高，所以，在電源輸入端并聯(lián)濾波器可有效抑制變頻器產(chǎn)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(wǎng)電壓突變等造成的影響。對(duì)于一些對(duì)電磁干擾非常敏

12、感的電子電氣設(shè)備，也應(yīng)該加入濾波器。這種濾波器應(yīng)該加在電源線上，稱為電源噪聲濾波器。 </p><p>　　2. 4屏蔽整個(gè)變頻器 </p><p>　　將整個(gè)變頻器系統(tǒng)進(jìn)行屏蔽，可減小其對(duì)外界的干擾，也能防止外部的干擾對(duì)變頻器系統(tǒng)造成影響。同時(shí)對(duì)于干擾源也要進(jìn)行屏蔽，例如，對(duì)于接入變頻器的信號(hào)控制線，應(yīng)使用屏蔽線和屏蔽層，并且接在變頻器一端的屏蔽應(yīng)接控制電路的公共端，而不應(yīng)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(guò)信號(hào)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(hào)線應(yīng)盡可能短，最好控制在20 m以內(nèi)，且信號(hào)線應(yīng)采用雙芯屏蔽，并且與主電路線及控制電纜分離開(kāi)，同時(shí)還應(yīng)對(duì)周圍電子敏感設(shè)備線路進(jìn)行屏蔽。 </p><p>　　2. 5正確的接地 </p><p>　　在實(shí)際的電氣系統(tǒng)中，接地技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)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(duì)提高電子電氣設(shè)備的兼容性能起到至關(guān)重要的作用。所以，接地對(duì)于外來(lái)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(shí)踐中，通常采用多點(diǎn)接地、一點(diǎn)接地及混合接地等接地方式。具體使用哪一種接地，應(yīng)根據(jù)具體情況具體分析。實(shí)際應(yīng)用中，對(duì)變頻器接地的要求是比較明確的，接地線嚴(yán)禁接在系統(tǒng)的零線上，更不能接在變頻器或其他設(shè)備的外殼上。當(dāng)系統(tǒng)中有多臺(tái)變頻器以及

15、其他的電子電氣設(shè)備時(shí)，其接地線不能擰在一起共同接地，應(yīng)分開(kāi)單獨(dú)接地，以防止設(shè)備間的相互干擾。變頻器接地時(shí)，對(duì)接地線也有一定的要求。一般接地線應(yīng)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(yīng)不小于2. 5mm2，接地線長(zhǎng)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(shí)際工程中，一般

16、要把干擾源單獨(dú)隔離開(kāi)或者把干擾源與容易受到干擾的設(shè)備隔離開(kāi)。在安裝變頻器時(shí)應(yīng)單獨(dú)安裝，使變頻器與其他電氣設(shè)備盡量互不干擾。有時(shí)盡管不能單獨(dú)安裝，也應(yīng)注意將變頻器與其他易受干擾的設(shè)備分開(kāi)安裝，以避免變頻器的電磁噪聲對(duì)其進(jìn)行干擾。 </p><p><b>　　3、結(jié)語(yǔ) </b></p><p>　　干擾的形式是多種多樣的，干擾的分布是隨處可見(jiàn)的，因此采取適當(dāng)?shù)拇胧﹣?lái)抑制

17、干擾是十分重要的。在采取抗干擾措施時(shí)，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(wèn)題即可，往往過(guò)多的抗干擾措施有可能會(huì)產(chǎn)生額外的干擾。隨著技術(shù)的進(jìn)步，變頻器應(yīng)用中存在的干擾問(wèn)題有可能會(huì)通過(guò)變頻器本身的功能來(lái)實(shí)現(xiàn)消除。我們相信，在不久的將來(lái)，變頻器的干擾問(wèn)題一定會(huì)得到有效的解決，變頻器也會(huì)隨著技術(shù)的進(jìn)步，應(yīng)用得越來(lái)越輕松、越來(lái)越廣泛。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn) </b>