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1、变频器应用中的干扰及其抑制xuzj导语：主要介绍了变频器应用系统中干扰产生的;及其传播途径，提出了抗干扰的实际解决方法摘要：本文主要介绍了变频器应用系统中干扰产生的;及其传播途径，提出了抗干扰的实际解决方法，阐述了在变频器应用系统设计和安装中抑制干扰的详细措施。关键词：变频器、系统设计和安装、抑制干扰、详细措施1引言变频器调速技术是集自动控制、微电子、电力电子、通讯等技术于一体的高科技技术。它以很好的调速、节能性能，在各行各业中获得了广泛的应用。由于其采用软启动，可以减少设备和电机的机械冲击，延长设备和电机的使用寿命。随着科学技术的高速开展，变频器以其具有节电、节能、可靠、高效的特性应用到了工
2、业控制的各个领域中，如变频调速在供水、空调设备、经过控制、电梯、机床等方面的应用，保证了调节精度，减轻了工人的劳动强度，进步了经济效益，但随之也带来了一些干扰问题。现场的供电和用电设备会对变频器产生影响，变频器运行时产生的高次谐波也会干扰四周设备的运行。变频器产生的干扰主要有三种：对电子设备的干扰、对通讯设备的干扰及对无线电等产生的干扰。对计算机和自动控制装置等电子设备产生的干扰主要是感应干扰；对通讯设备和无线电等产生的干扰为放射干扰。假如变频器的干扰问题解决不好，不但系统无法可靠运行，还会影响其他电子、电气设备的正常工作。因此有必要对变频器应用系统中的干扰问题进展讨论，以促进其进一步的推广应
3、用。下面主要讨论变频器的干扰及其抑制方法。2变频调速系统的主要电磁干扰源及途径2.1主要电磁干扰源电磁干扰也称电磁骚扰EMI，是以外部噪声和无用信号在接收中所造成的电磁干扰，通常是通过电路传导和以场的形式传播的。变频器的整流桥对电网来讲是非线性负载，它所产生的谐波会对同一电网的其他电子、电气设备产生谐波干扰。另外，变频器的逆变器大多采用PWM技术，当其工作于开关形式并作高速切换时，产生大量耦合性噪声。因此，变频器对系统内其他的电子、电气设备来讲是一个电磁干扰源。另一方面，电网中的谐波干扰主要通过变频器的供电电源干扰变频器。电网中存在大量谐波源，如各种整流设备、交直流互换设备、电子电压调整设备、
4、非线性负载及照明设备等。这些负荷都使电网中的电压、电流产生波形畸变，进而对电网中其他设备产生危害的干扰。变频器的供电电源受到来自被污染的沟通电网的干扰后，假设不加以处理，电网噪声就会通过电网电源电路干扰变频器。供电电源对变频器的干扰主要有过压、欠压、瞬时掉电；浪涌、跌落；尖峰电压脉冲；射频干扰。其次，共模干扰通过变频器的控制信号线也会干扰变频器的正常工作。2.2电磁干扰的途径变频器能产生功率较大的谐波，对系统其他设备干扰性较强。其干扰途径与一般电磁干扰途径是一致的，主要分电磁辐射、传导、感应耦合。详细为：对四周的电子、电气设备产生电磁辐射；对直接驱动的电动机产生电磁噪声，使得电动机铁耗和铜耗增
5、加，并传导干扰到电源，通过配电网络传导给系统其他设备；变频器对相邻的其他线路产生感应耦合，感应出干扰电压或者电流。同样，系统内的干扰信号通过一样的途径干扰变频器的正常工作。下面分别加以分析。1电磁辐射变频器假如不是处在一个全封闭的金属外壳内，它就可以通过空间向外辐射电磁波。其辐射场强取决于干扰源的电流强度、装置的等效辐射阻抗以及干扰源的发射频率。变频器的整流桥对电网来讲是非线性负载，它所产生的谐波对接入同一电网的其它电子、电气设备产生谐波干扰。变频器的逆变桥大多采用PWM技术，当根据给定频率和幅值指令产生预期的和重复的开关形式时，其输出的电压和电流的功率谱是离散的，并且带有与开关频率相应的高次
6、谐波群。高载波频率和场控开关器件的高速切换dv/dt可达1kV/s以上所引起的辐射干扰问题相当突出。当变频器的金属外壳带有缝隙或者孔洞，那么辐射强度与干扰信号的波长有关，当孔洞的大小与电磁波的波长接近时，会形成干扰辐射源向四周辐射。而辐射场中的金属物体还可能形成二次辐射。同样，变频器外部的辐射也会干扰变频器的正常工作。2传导上述的电磁干扰除了通过与其相连的导线向外部发射，也可以通过阻抗耦合或者接地回路耦合将干扰带入其它电路。与辐射干扰相比，其传播的路程可以很远。比拟典型的传播途径是：接自工业低压网络的变频器所产生的干扰信号将沿着配电变压器进入中压网络，并沿着其它的配电变压器最终又进入民用低压配
7、电网络，使接自民用配电母线的电气设备成为远程的受害者。3感应耦合感应耦合是介于辐射与传导之间的第三条传播途径。当干扰源的频率较低时，干扰的电磁波辐射才能相当有限，而该干扰源又不直接与其它导体连接，但此时的电磁干扰能量可以通过变频器的输入、输出导线与其相邻的其他导线或者导体产生感应耦合，在邻近导线或者导体内感应出干扰电流或者电压。感应耦合可以由导体间的电容耦合的形式出现，也可以由电感耦合的形式或者电容、电感混合的形式出现，这与干扰源的频率以及与相邻导体的间隔等因素有关。3抗电磁干扰的措施据电磁性的根本原理，形成电磁干扰EMI须具备电磁干扰源、电磁干扰途径、对电磁干扰敏感的系统等三个要素。为防止干
8、扰，可采用硬件和软件的抗干扰措施。其中，硬件抗干扰是最根本和最重要的抗干扰措施，一般从抗和防两方面入手来抑制干扰，其总原那么是抑制和消除干扰源、切断干扰对系统的耦合通道、降低系统对干扰信号的敏感性。详细措施在工程上可采用隔离、滤波、屏蔽、接地等方法。1隔离所谓干扰的隔离是指从电路上把干扰源和易受干扰的局部隔分开来，使它们不发生电的联络。在变频调速传动系统中，通常是在电源和放大器电路之间的电源线上采用隔离变压器以免传导干扰，电源隔离变压器可应用噪声隔离变压器。2滤波设置滤波器的作用是为了抑制干扰信号从变频器通过电源线传导干扰到电源及电动机。为减少电磁噪声和损耗，在变频器输出侧可设置输出滤波器。为
9、减少对电源的干扰，可在变频器输入侧设置输入滤波器。假设线路中有敏感电子设备，可在电源线上设置电源噪声滤波器，以免传导干扰。3屏蔽屏蔽干扰源是抑制干扰的最有效的方法。通常变频器本身用铁壳屏蔽，不让其电磁干扰泄漏。输出线最好用钢管屏蔽，十分是以外部信号控制变频器时，要求信号线尽可能短一般为20m以内，且信号线采用双芯屏蔽，并与主电路及控制回路完全别离，不能放于同一配管或者线槽内，四周电子敏感设备线路也要求屏蔽。为使屏蔽有效，屏蔽罩必须可靠接地。4接地理论证实，接地往往是抑制噪声和防止干扰的重要手段。良好的接地方式可在很大程度上抑制内部噪声的耦合，防止外部干扰的侵入，进步系统的抗干扰才能。变频器的接地方式有多点接地、一点接地及经母线接地等几种形式，要根据详细情况采用，要留意不要由于接地不良而对设备产生干扰。单点接地指在一个电路或者装置中，只有一个物理点定义为接地点。在低频下的性能好；多点接地是指装置中的各个接地点都直接接到距它最近的接地点。在高频下的性能好；混合接地是根据信号频率和接地线长度，系统采用单点接地和多点接地共用的方式。变频器本身有专用接地端子PE端，从平安和降低噪声的需要出发，必须接地。既不能将地线接在电器设备的外壳上，也不能接在零线上。可用较粗的短线一端接到接地端子PE端，另一端与接地极相连，接地电阻取值0