变频器的干扰因素及控制措施

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1、变频器的干扰因素及控制措施摘要：变频技术是集自动控制、微电子、电力、电子、通信等技术于一体的高科技技术。变频器以很好的调速、节能性能在各行各业中获得了广泛的应用，但随之来的一些干扰问题，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周围设备的运行。本文介绍了变频器应用系统中干扰产生的来源及其传播途径，阐述了变频器在应用安装中抑制干扰的具体措施。关键词：变频器电磁波干扰源抑制中图分类号：TN77文献标识码：A一、引言随着科学技术的高速发展，在工业控制系统中，变频技术日益成熟。变频器因具有调速、节电、节能、可靠、高效的特性被广泛应用

2、到了工业控制的各个领域中。例如变频调速在电厂水处理、给煤机控制、送风机、引风机变频控制中均得到了大量的应用，保证了调节精度，减轻了工人的劳动强度，提高了经济效益。但随之也带来了一些干扰问题，系统的电磁干扰日益复杂严重，如果不能有效控制变频器系统的干扰，有时能直接造成系统的硬件损坏，有时虽不能损坏系统的硬件，但常使微处理器的系统程序运行失控，导致控制失灵，从而造成设备和生产事故。谈到变频器的抗干扰问题，首先要了解干扰的来源、传播方式，然后再针对这些干扰采取不同的措施。因此有必要对变频器应用系统中的干扰问题及其抑制方法进行探讨，以促进其进一步的推广应用。二、变

3、频器的主要干扰源变频器的主要干扰源是电磁干扰EMI(ElectromagneticInterference),电磁干扰源包括微处理器、微控制器、传送器、静电放电和瞬时功率执行元件，如机电式继电器、开关电源、雷电等。在微控制器系统中，时钟电路是最大的宽带噪声发生器，而这个噪声被扩散到了整个频谱。随着大量的高速半导体器件的发展，其边沿跳变速率很快，这种电路将产生高达300MHz的谐波干扰。在实际工程中，两个设备之间发生干扰通常包含着许多种途径的耦合。正因为多种途径的耦合同时存在，反复交叉耦合，共同产生干扰，才使电磁干扰变得难以控制，总结归纳一下，变频器主要干扰

4、源有下列几种情况。(1)晶闸管换流设备对变频器的干扰当供电网络内有容量较大的晶闸管换流设备时，由于晶闸管总是在每相半周期内的部分时间内导通，容易使网络电压出现凹口，波形严重失真。它使变频器输入侧的整流电路有可能因出现较大的反向回复电压而受到损害，从而导致输入回路击穿而烧毁。(1)变频器自身对外部的干扰。变频器的整流桥对电网来说是非线性负载，它所产生的谐波对同一电网的其它电子、电气设备产生谐波干扰。另外变频器的逆变器大多采用hvm技术，当工作于开关模式且作高速切换时，产生大量耦合性噪声。因此变频器对系统内其它的电子、电气设备来说是一电磁干扰源。变频器的输入和

5、输出电流中，都含有很多高次谐波成分。除了能构成电源无功损耗的较低次谐波外，还有许多频率很高的谐波成分。它们将以各种方式把自己的能量传播出去，形成对变频器本身和其它设备的干扰信号。1)输入电流的波形变频器的输入侧是二极管整流和电容滤波电路。显然只有电源的线电压UL大于电容器两端的直流电压UD时，整流桥中才有充电电流。因此，充电电流总是出现在电源电压的振幅值附近，呈不连续的冲击波形式。它具有很强的高次谐波成分。有关资料表明，输入电流中的5次谐波和7次谐波的谐波分量是最大的，分别是50HZ基波的80%和70%；2)输出电压与电流的波形绝大多数变频器的逆变桥都采用

6、SP丽调制方式，其输出电压为占空比按正弦规律分布的系列矩形式形波；由于电动机定子绕组的电感性质，定子的电流十分接近于正弦波。但其中与载波频率相等的谐波分量仍是较大的。(2)来自电网设备的干扰。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，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，从而对电网中其它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交流电网的干扰后若不加处理，电网噪声就会通过电网电源电路干扰变频器。供电电源的干扰对变频器主要有1)过压、欠压、

7、瞬时掉电；2)浪涌、跌落；3)尖峰电压脉冲;4)射频干扰。(1)电力补偿电容对变频器的干扰电力部门对用电单位的功率因数有一定的要求，为此，许多用户都在变电所采用集中电容补偿的方法来提高功率因数。在补偿电容投入或切出的暂态过程中，网络电压有可能出现很高的峰值，其结果是可能使变频器的整流二极管承受过高的反向电压而击穿。(2)雷电对变频器的干扰运行中的变频器和控制设备在遭受雷击后会因雷电流过大而导致的泄流后残压过大或者保护能力不足引起的设备损坏和变频器故障。因此选用电源系统多级保护，可防范从直击雷到操作浪涌的各级过电压的侵袭。三、变频器电磁干扰的传播途径变频器能

8、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