变频器的干扰和抑制

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1、变频器的干扰和抑制济宁凯模特化工有限公司张如密摘要：变频调速技术在热电企业的应用越来越广泛，但它对电子线路及DCS系统产生的干扰也常常发生。本文主要简述了变频器的工作原理、干扰及抑制方法。关键词：变频器干扰抑制措施前言随着热电企业节能、安全意识的加强和自动化程度的提高，变频器在热电厂风机、水泵的电机调速方面的应用日益广泛，其主要原因是节能及调速的平滑性好，控制精度高。但由于大量使用变频器，由其产生的干扰而导致其它仪器仪表不能正常工作的现象时有发生。在近期我公司2#锅炉引风机变频改造调试过程中，变频器

2、的运行严重干扰了锅炉DCS自控系统，使汽包水位、主汽温度等调节回路失去控制，后经采取一定的抑制措施才得以消除。所以在这里有必要讨论干扰问题的产生及抑制方法。变频器的工作原理变频调速技术是集微电子技术、功率电子技术、电机控制技术于一体的现代高效调速技术，变频器是利用交流电动机的同步转速随电机定子电压频率变化而变化的特性来实现电动机调速运行的装置，变频器最早的形式是用旋转电动机组作为可变频率电源，供给交流发电机，主要对异步电动机进行调速。随着电力半导体件的发展，静止式变频电源成为变频器主要形式。静止式变

3、频器从主电路结构形式上分为交—交型和交—直—交型，其中后者应用更多。它是通过整流元件将工频（50HZ）交流电整流成直流电，然后经滤波元件将脉动直流滤成平滑直流，再用功率开关元件将直流电逆变成可变频率的交流电。变频器的干扰和传播变频器在电子系统中基本上是干扰源，它自身受其它电子设备干扰的可能性较小，因为变频器自身各部分工作时电磁辐射较大，其本身干扰的部分均做到了相应防范措施，所以变频器在DCS系统中应用基本上是防止变频器对DCS系统的干扰。变频器的输入和输出电流中，都含有很多谐波成分，它们将以各种形式

4、把自己的能量传播出去，形成对DCS系统的干扰信号。其干扰信号的传播方式主要有以下几种：空中辐射方式，即以电磁波方式向外辐射。电磁感应方式，即通过线间电感而感应。静电感应方式，即通过线间电容而感应。线路传播方式，主要通过电源网络传播。变频器干扰的抑制措施针对上述干扰信号的不同传播方式，可以采取各种相应的抗干扰措施。下面分别从变频器侧和仪器侧加以说明。变频器侧：•对于通过感应方式（包括电磁感应、静电感应）传播的干扰信号，主要通过正确地布线和采用屏蔽线来削弱。•对于通过线路传播的干扰信号，主要通过增大线路

5、在干扰频率下的阻抗来削弱，实际上，可以串入一个小电感，如图1所示。它在基频下的阻抗是微不足道的，但对于频率较高的谐波电流，却呈现出很高的阻抗，起到了有效地抑制作用。RRSVVVFSVVVFTTE图1线路抗干扰滤波器图2无线电抗干扰滤波器•对于通过辐射传播的干扰信号，除变频器出口至电机电缆须采用屏蔽电缆外，主要通过吸收的方法来削弱，如图2所示。•另外，在变频器的输出侧和电动机M之间串入滤波电抗器，可以削弱输出电流U中的谐波成分，如图3所示。此法非但起VVVFV到了抗干扰作用，还削弱了电动机中由于W谐波

6、电流引起的附加转矩，改善了电动机的运行特性。图3输出侧的电抗器仪器侧：•电源隔离法实践表明，变频器输入侧的谐波电流常常从电源侧进入各种仪器，成为许多仪器的干扰源。针对这种情况，应在受干扰仪器的电源侧采取有效的隔离和滤波措施，其方法是接入隔离变压器，如图5所示。隔离变压器的特点是：一、二次绕组的匝数相等（一、二次侧之间无变压功能），但一、二次侧之间应由金属薄膜进入良好的隔离。一、二次电路中都可以接入电容器，如图4中的C1和C2。为了进一步滤去电源电压中的谐波成分，在隔离变压器的两侧还可以接入滤波电路。

7、Aa受干扰仪器电源C1C2Xx图4电源隔离法•信号隔离法在某些传感变送器传输线较长并采用电流信号的场合，可以考虑在信号侧用光耦合器进行隔离，如图5所示。需要注意的是：所用耦合器应是传输比为1的线性耦合器；耦合器两侧的电容器对传输信号应无衰减作用，即如为直流信号，电容量可大一些，如为脉冲信号，则应根据脉冲频率的大小适当选择。传感器受干扰仪器图5信号隔离法