基于变频器系统的干扰问题分析与探索

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1、基于变频器系统的干扰问题分析与探索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。由于采用变频器驱动的电动机系统具有节能效果明显、调节方便、维护简单、X络化等优点而被越来越多的应用,所以对变频器系统的抗干扰的需求也越来越多。本文主要就变频器系统的干扰及解决办法作出了深入的分析，可供同行参加借鉴。关键词：变频器；干扰；解决办法前言　　在各种工业控制系统中，随着变频器等电力电子装置的广泛使用，系统的电磁干扰日益严重，相应的抗干扰设计技术已经变得越来越重

2、要。因此，如何提高系统的抗干扰能力和可靠性是自动化装置研制和应用中不可忽视的重要内容，也是计算机控制技术应用和推广的关键之一。谈到变频器的抗干扰问题，首先要了解干扰的、传播方式，然后再针对这些干扰采取不同的措施。　　一、变频器的干扰的原因分析　　采用变频器驱动的电动机系统因其节能效果明显、调节方便、维护简单、X络化等优点而被越来越多的应用。但是，由于变频器特殊的工作方式带来的干扰越来越不容忽视。变频器干扰主要有：一是变频器中普遍使用了晶闸管或者整流二极管等非线性整流器件，其产生的谐波对电X将产生传导干扰，引起电X电压畸变，影响电X的供电质量；

3、二是变频器的输出部分一般采用的是IGBT等开关器件，在输出能量的同时将在输出线上产生较强的电磁辐射干扰，影响周边电器的正常工作。　　二、谐波和电磁辐射对电X及其它系统的危害分析　　1、谐波使电X中的电器元件产生了附加的谐波损耗，降低了输变电及用电设备的效率。　　2、谐波可以通过电X传导到其它的用电器，影响了许多电气设备的正常运行，比如谐波会使变压器产生机械振动，使其局部过热，绝缘老化，寿命缩短，以至于损坏；还有传导来的谐波会干扰电器设备内部软件或硬件的正常运转。　　3、谐波会引起电X中局部的串联或并联谐振，从而使谐波放大。　　4、谐波或电磁辐

4、射干扰会导致继电器保护装置的误动作，使电气仪表计量不准确，甚至无法正常工作。　　5、电磁辐射干扰使经过变频器输出导线附近的控制信号、检测信号等弱电信号受到干扰，严重时使系统无法得到正确的检测信号，或使控制系统紊乱。一般来讲，变频器对电X容量大的系统影响不十分明显，这也就是谐波不被大多数用户重视的原因。但对系统容量小的系统，谐波产生的干扰就不能忽视。　　三、减少变频器谐波对其它设备影响的对策分析　　1、增加交流/直流电抗器。采用交流/直流电抗器后，进线电流的THDv大约降低30%~50%，是不加电抗器谐波电流的一半左右。　　2、多相脉冲整流。在

5、条件具备，或者要求产生的谐波限制在比较小的情况下，可以采用多相整流的方法。12相脉冲整流THDv大约为10%~15%，18相脉冲整流的THDv约为3%~8%。缺点是需要专用变压器和整流器，不利于设备改造，价格较高。　　3、无源滤波器。采用无源滤波器后，满载时进线中的THDv可降至5%~10%，技术成熟，价格适中。适用于所有负载下的THDv<30%的情况。缺点是轻载时功率因数会降低。　　4、输出电抗器。也可以采用在变频器到电动机之间增加交流电抗器的方法，主要目的是减少变频器的输出在能量传输过程中，线路产生的电磁辐射。该电抗器必须安装在距离变频器

6、最近的地方，尽量缩短与变频器的引线距离。如果使用铠装电缆作为变频器与电动机的连线时，可不使用这方法，但要做到电缆的铠在变频器和电动机端可靠接地，而且接地的铠要原样不动接地，不能扭成绳或辨，不能用其它导线延长，变频器侧要接在变频器的地线端子上，再将变频器接地。　　四、减少或削弱变频器谐波及电磁问题分析　　辐射对设备干扰的方法上面介绍的方法是减少变频器工作时对外设备的影响，但并不是消除了变频器的对外干扰，如果想进一步提高其它设备对变频器谐波和电磁辐射的免疫能力，尤其是在变频器干扰较严重的场合中常用的方法通常有以下几种：　　1、使用隔离变压器　　使

7、用隔离变压器主要是应对来自于电源的传导干扰。使用具有隔离层的隔离变压器，可以将绝大部分的传导干扰阻隔在隔离变压器之前。同时还可以兼有电源电压变换的作用。隔离变压器常用于控制系统中的仪表、PLC，以及其它低压小功率用电设备的抗传导干扰。　　2、使用滤波模块或组件　　目前市场中有很多专门用于抗传导干扰的滤波器模块或组件，这些滤波器具有较强的抗干扰能力，同时还具有防止用电器本身的干扰传导给电源，有些还兼有尖峰电压吸收功能，对各类用电设备有很多好处。常用双孔磁芯滤波器的结构所示。还有单孔磁芯的滤波器，其滤波能力较双孔的弱些，但成本较低。　　3、选用具

8、有开关电源的仪表等低压设备一般开关电源的抗电源传导干扰的能力都比较强，因为在开关电源的内部也都采用了滤波器。因此在选用控制系统的电源设备，或者选用控制用电器的时候，