解密變頻器抗干擾問題

在現(xiàn)場(chǎng)濾波補(bǔ)償裝置，變頻器的攪擾呈現(xiàn)得比擬多，且比擬嚴(yán)重，甚至招致控制零碎無法投入運(yùn)用。變頻器的任務(wù)原理注定其會(huì)發(fā)生強(qiáng)電磁攪擾。

變頻器包括整流電路和逆變電路，輸出的交流電經(jīng)過整流電路戰(zhàn)爭(zhēng)波回路，轉(zhuǎn)換成直流電壓，再經(jīng)過逆變器把直流電壓變換成不同寬度的脈沖電壓（稱爲(wèi)脈寬調(diào)制電壓，PWM）。用這個(gè)PWM電壓驅(qū)動(dòng)電機(jī),就可以起到調(diào)整電機(jī)力矩和速度的目的。這種任務(wù)原理招致以下三種電磁攪擾：

1.諧波攪擾

 整流電路會(huì)發(fā)生諧波電流，這種諧波電流在供電零碎的阻抗上發(fā)生電壓降，招致電壓波型發(fā)作畸變，這種畸變的電壓關(guān)于許多電子設(shè)備構(gòu)成攪擾（由于大局部電子設(shè)備僅能任務(wù)在正弦波電壓條件下），罕見的電壓畸變是正弦波的頂部變平。諧波電流一定時(shí)，電壓畸變?cè)谌蹼娫吹臓顩r下愈加嚴(yán)重，這種攪擾的特征是會(huì)對(duì)運(yùn)用同一個(gè)電網(wǎng)的設(shè)備構(gòu)成攪擾，而與設(shè)備變頻器之間的間隔有關(guān)；

2.射頻傳導(dǎo)發(fā)射攪擾

 由于負(fù)載電壓爲(wèi)脈沖狀，因而變頻器從電網(wǎng)汲取電流也是脈沖狀，這種脈沖電流中包括了少量的高頻成分，構(gòu)成射頻攪擾，這種攪擾的特征是會(huì)對(duì)運(yùn)用同一個(gè)電網(wǎng)的設(shè)備構(gòu)成攪擾，而與設(shè)備與變頻器之間的間隔有關(guān)；

3.射頻輻射攪擾

 射頻輻射攪擾來自變頻器的輸出電纜和輸入電纜。在上述的射頻傳導(dǎo)發(fā)射攪擾的情形中，變頻器的輸出輸入電纜上有射頻攪擾電流時(shí)，由于電纜相當(dāng)于天線，必定會(huì)發(fā)生電磁波輻射，發(fā)生輻射攪擾。變頻器輸入電纜上傳輸?shù)腜WM電壓，異樣包括豐厚的高頻的成分，會(huì)發(fā)生電磁波輻射，構(gòu)成輻射攪擾。輻射攪擾的特征是，當(dāng)其他電子設(shè)備接近變頻器時(shí)，攪擾景象變得嚴(yán)重

依據(jù)電磁學(xué)的根本原理，構(gòu)成電磁攪擾必需具有三要素：電磁攪擾源、電磁攪擾途徑、對(duì)電磁攪擾敏感的零碎。爲(wèi)避免攪擾，可采用硬件抗攪擾和軟件抗攪擾。其中，硬件抗攪擾是最根本和最重要的抗攪擾措施，普通從抗和放兩方面動(dòng)手來抑制攪擾，其總體準(zhǔn)繩是抑制和消弭攪擾源、切斷攪擾對(duì)零碎的耦合通道、降低零碎攪擾信號(hào)的敏理性。詳細(xì)措施在工程上可采用隔離、濾波、屏蔽、接地等辦法。以下內(nèi)容是處理現(xiàn)場(chǎng)攪擾的次要步驟：

（1）采用軟件抗攪擾措施

詳細(xì)來講就是經(jīng)過變頻器的人機(jī)界面下調(diào)變頻器的載波頻率，把該值調(diào)低到一個(gè)適當(dāng)?shù)姆秶?。假如這個(gè)辦法不能見效，那麼只能采取上面的硬件抗攪擾措施。

（2）停止正確的接地

經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)的詳細(xì)調(diào)研我們可以看到，現(xiàn)場(chǎng)的接地狀況是不甚理想的。而正確的接地既可以是零碎無效地抑制外來攪擾，又能降低設(shè)備自身對(duì)外界的攪擾，是處理變頻器攪擾最無效的措施。詳細(xì)來講就是做到以下幾點(diǎn)：

（1）變頻器的主回路端子PE（E、G）必需接地，該接地可以和該變頻器所帶的電機(jī)共地，但不能與其它的設(shè)備共地，必需獨(dú)自打接地樁，且該接地點(diǎn)應(yīng)該盡量遠(yuǎn)離弱電設(shè)備的接地點(diǎn)。同時(shí)，變頻器接地導(dǎo)線的截面積應(yīng)不小于4mm2，長(zhǎng)度應(yīng)控制在20m以內(nèi)。

（2）其它機(jī)電設(shè)備的地線中，維護(hù)接地和任務(wù)接地應(yīng)分開獨(dú)自設(shè)接地極，并最初匯入配電柜的電氣接地點(diǎn)。控制信號(hào)的屏蔽地和主電路導(dǎo)線的屏蔽地也應(yīng)分開獨(dú)自設(shè)接地極，并最初匯入配電柜的電氣接地點(diǎn)。

（3）屏蔽攪擾源

屏蔽攪擾源是抑制攪擾的很無效的辦法。通常變頻器自身用鐵殼屏蔽，可以不讓其電磁攪擾泄露，但變頻器的輸入線用鋼管屏蔽，特別是以內(nèi)部信號(hào)（從控制器上輸入4~20mA信號(hào)）控制變頻器時(shí)，要求該控制信號(hào)線盡能夠短（普通爲(wèi)20m以內(nèi)），且必需采用屏蔽雙絞線，并與主電道路（AC380）及控制線（AC220V）完全別離。此外，零碎中的電子敏感設(shè)備線路也要求采用屏蔽雙絞線，特別是壓力信號(hào)。且零碎中一切的信號(hào)線決不能和主電道路及控制線放于同一配管或線槽內(nèi)。爲(wèi)使屏蔽無效，屏蔽層必需牢靠接地。

4、合理的布線

詳細(xì)辦法有：

（1）設(shè)備的電源線和信號(hào)線應(yīng)盡量遠(yuǎn)離變頻器的輸出輸入線。

（2）其它設(shè)備的電源線和信號(hào)線應(yīng)防止和變頻器的輸出輸入線平行。

假如采取了以上的方法之后還是不可以見效，那麼持續(xù)以下方法：

5、攪擾的隔離

所謂攪擾的隔離，是指從電路上把攪擾源和易受攪擾的局部隔分開來，使他們不發(fā)作電的聯(lián)絡(luò)。通常是在電源和控制器及變送器等縮小器電路之間在電源線上采用隔離變壓器以免傳導(dǎo)攪擾，電源隔離變壓器可使用噪聲隔離變壓器。

6、在零碎線路中設(shè)置濾波器

設(shè)備濾波器的作用是爲(wèi)了抑制攪擾信號(hào)從變頻器經(jīng)過電源線傳導(dǎo)攪擾到電源和電動(dòng)機(jī)。爲(wèi)增加電磁噪聲和損耗，在變頻器輸入側(cè)可設(shè)置輸入濾波器；爲(wèi)增加對(duì)電源攪擾，可在變頻器輸出側(cè)設(shè)置輸出濾波器。若線路中有敏感電子設(shè)備如控制器和變送器等，可在該設(shè)備的電源線上設(shè)置電源噪聲濾波器以免傳導(dǎo)攪擾。濾波器依據(jù)運(yùn)用地位的不同，可分爲(wèi)：

（1）輸出濾波器

通常有兩種：

a、線路濾波器：次要由電感線圈構(gòu)成，它經(jīng)過增大線路在高頻下的阻抗來減弱頻率較高的諧波電流。

b、輻射濾波器：次要由高頻電容器構(gòu)成，它將吸收頻率點(diǎn)很高的、具有輻射能量的諧波成分。

（2）輸入濾波器也由電感線圈構(gòu)成

它可以無效地減弱輸入電流中的高次諧波成分。不只起到抗攪擾的作用，還能消弱電動(dòng)機(jī)中由高次諧波發(fā)生的諧波電流惹起的附加轉(zhuǎn)矩。關(guān)于變頻器輸入端的抗攪擾措施，必需留意一下方面：

a、變頻器的輸入端不允許接入電容器，以免在功率管導(dǎo)通（關(guān)斷）霎時(shí)，發(fā)生峰值很大的充電（或放電）電流，損害功率管；

b、當(dāng)輸入濾波器由LC電路構(gòu)成時(shí)，濾波器內(nèi)接入電容器的一側(cè)，必需與電動(dòng)機(jī)側(cè)相接

7、采用電抗器

在變頻器的輸出電流中頻率較低的諧波成分（5次諧波、7次諧波、11次諧波、13次諧波等）所占的比重是很高的，它們除了能夠攪擾其它設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)之外，還由于它們耗費(fèi)了少量的無功功率，使線路的功率要素大爲(wèi)下降。在輸出電路內(nèi)串入電抗器是抑制較低諧波電流的無效辦法。依據(jù)接線地位的不同，次要有以下兩種：

（1）交流電抗器

串聯(lián)在電源與變頻器的輸出側(cè)之間。其次要功用有：

a、經(jīng)過抑制諧波電流，將功率要素進(jìn)步至（0.75-0.85）；

b、減弱輸出電路中的浪涌電流對(duì)變頻器的沖擊；

c、減弱電源電壓不均衡的影響。

（2）直流電抗器

串聯(lián)在整流橋和濾波電容器之間。它的功用比擬單一，就是減弱輸出電流中的高次諧波成分。但在進(jìn)步功率要素方面比交流電抗器無效，可達(dá)0.95，并具有構(gòu)造復(fù)雜、體積小等優(yōu)點(diǎn)。

因而，變頻器的抗攪擾措施次要包括在變頻器進(jìn)線局部加裝交流電抗器和濾波器，進(jìn)線和出線采用屏蔽電纜，一切電纜的屏蔽層與電抗器、濾波器、變頻器和電機(jī)的維護(hù)地共同接地，且該接地點(diǎn)與其他接地點(diǎn)分開，堅(jiān)持足夠的間隔。同時(shí)，信號(hào)電纜和變頻器的動(dòng)力電纜不要平行布置。

此外，爲(wèi)避免變頻器攪擾信號(hào)和控制回路，需求給控制器、儀表和工控機(jī)采用獨(dú)自的隔離電源停止供電。