基于变频器应用中的干扰问题及其抑制对策研究

基于变频器应用中的干扰问题及其抑制对策研究

黎颂 和

东莞市 金洲 纸业有限公司

摘要：变频器是一项集自动化控制、和通信技术相融的技术，拥有非常优越的调速性能，如今在我们国家的每个行业中都得到了使用。但是其自身因为冲击性的用电方式带来的干扰问题形成的困惑，也受到了各界人士的关注，变频器对电脑等电子设备造成的干扰可以被称之为感应干扰，而对用到的通信设备等造成的则是放射干扰。如若处理不好这一类问题的话，不仅会对系统正常工作带来恶劣的影响，还会对很多电子设备的正常工作带来麻烦。所以非常有必要对这一类问题进行细致的分析，并提出相应的解决办法，进而使其能够得到大量应用。

关键词：变频器；干扰问题；对策研究

1. 变频器的干扰产生

要想知道干扰问题是怎样产生的，那么就需要对其工作原理有一个透彻的了解。站在结构这一视角上来看，其分为直接和间接两种形式。直接则是把电流转化为交流，直流环节则是省去。正反两组根据规律进行切换，在负荷上就得到了数值，进而就能够确定整流装置的控制角，而频率则是确定切换频率。间接则是把电流转化为直流，紧接着再把直流转化为交流。间接有两种不同的表现形式：

1. 用能够控制的整流变压，采取逆变器出现变频，变压和变频分别是在两个环节上进行，两者需要在电路上进行配合。

2. 用不能控制的整流器整流，采取PWN变频，此类只能应用在可以控制开关的全控式之中，输出波形才能够接近于正弦波。就当前来看，间接变压器使用的是最多的。

2. 变频器的干扰途径

1. 、电磁辐射

若是变频器并没有在完全密闭的环境中，那么就能够向外界辐射出电磁波。而电流强弱的大小、以及干扰源发射频率的强弱等，都会对辐射场强起到决定性的因素。整流桥对于电网来说，属于非线性负载，其所产生的谐波对同一电网当中的电子造成严重的干扰。而逆变桥通常则是应用PWM这一技术，在按照指定频率命令而产生开关模式时，那么出来的电流功率相互之间是分开的，同时还带有和开关频率联席密切的谐波群。我们需明确，在场控开关期间进行切换，而造成的问题不是一般的严重。当金属外壳出现漏洞的时候，那么辐射强度就会和信号的波长之间有着密切的联系，若是波长和洞离得比较近时，那么就会非常容易形成辐射源，并还会向周围造成影响，并且还会非常容易造成多次辐射。在这里我们值得注意的是，外界的辐射也会对变频器的正常工作运转造成不可估计的影响。

2. 、传导

上文表述的电磁干扰除了和它相连的导线向外发射之外，还能够莹莹接地回路耦合的方式，把干扰带入进其他的电路当中，和辐射干扰进行比较的话，它所传播的范围是非常大的，其中最为常见的传播方法是，接进工业低压网络中进而产生干扰信号，再顺着配电变压器进入到中压网络当中，并且还会顺着其他配电变压器，接进民用低压配电网之中，使接进民用配电的设备，成为最大的受害者。

3. 、感应耦合

其主要是在辐射和传导之中进行传播，也是最为主要的方式。在其频率低的时候，那么辐射能力就会逐渐变小，而且还不和其他导体进行直接连接，但是在这个时候，电磁干扰能量可以以变频器为基点，与相近的导线产生感应耦合，并在相近导线或者是导体内产生电流。感应耦合能够从导体间，以电容耦合的形呈现、或者还可以是以电感耦合的形式、及电感混合的形式呈现，这和其中的频率及相近导体之间的距离等有着极为密切的联系。

3. 抗干扰方法

1. 、隔离

意思就是说在电路上，将源头和容易受到干扰的地方隔离开来，让它们之间并不会有电能够产生，在调速转动系统之内，电源和放大器之间的电源线，应使用隔离变压器，进而有效防止干扰，隔离变压器可应用噪音隔离变压器。

2. 、滤波

它的作用是为了更好的抵制干扰信号，变频器通过电源线传导到电源，要是想降低损耗，可以设置输出滤波器，同时若是想要降低在电源上的干扰，可以输入滤波器。若是在线路中存在敏感设备的话，那么就可以在电源线上，设置噪声滤波器，进而在最大程度上防止干扰。

3. 、屏蔽

将干扰源进行屏蔽，是一直最为有用的方法之一。从一般情况上来看，都会用到铁壳来对其进行屏蔽，以此使电磁不会发生泄露的情况，而输出线最好采取钢板这一形式，类进行屏蔽，尤其是在外界信号在对变频器进行操控的时候，同时信号线也最好是在15米范围以内，并且信号线还要采取双芯屏蔽的形式，并和主电路形成距离，绝对不能够放置在同一地方。此外，周围的敏感设备线路也需要屏蔽。最后要是想使屏蔽更加有用的话，屏蔽罩可以离地面近一些。

4. 、接地

有效的接地不但能够使系统抑制住外面带来的干扰，更是可以使设备本身减少对于外面带来的干扰。在具体的系统中，因为中线和控制系统的杂乱相连，使其稳定性逐渐下滑。关于变频器，主回路端子PE合理有效的接地，能够不断增强抑噪音的能力，所以务必要将其足够的重视起来。而接地导线的截面积绝对不能够超过3平方毫米，它的长度最好也是要在15米范围之内，在这里也建议接地要和动力设备分开，绝对不能用一个地方。

5. 、应用电抗器

在输入电流当中，频率低的谐波分量，其所占据的比例不是一般的高，不仅能够干扰到周围设备的正常工作，还会为他丢失很多的功率，以此让线路的功率因数，大幅度的下降。在输入电路中接入电抗器，能够有效抵制低谐波电流，这也是经常用到的方法，按照接线位置的差异性，可以概括出以下两个内容：

1. 交流电抗器，接入在电源的输入侧之中，它的主要功能是可以在最大程度上提升功率，并减少电压造成的影响。

2. 直流电抗器，接入在整流桥之中，其功能是特别简单的，主要就是减少输入电流中的高次谐波。但是它在提升功率因数方面是比较突出的，同时还拥有体积小等诸多特征。

6. 、合理布线

应用合理布线的方法，能够极大的减少感应方式传播的干扰信号。主要方法表现在：

1. 电源线一定要和输出线保持距离

2. 其他的电源线需避免和输入、出线平行

以上方法可按照相关要求来进行针对性的应用，如果在系统中有微机的话，还应在软件中应用抗干扰的方法。

结束语：

总的来说，变频器在具体应用中会受到很多因素的影响，若是想要增强其抗干扰能力，那么就一定要应用隔离、以及接地的方法，对于经常会出现的故障，相关人员一定要完全掌握其结构原理，并依据标准进行操作。

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