矿用变频器干扰问题及解决对策

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1、矿用变频器干扰问题及解决对策【摘要】本文介绍了矿用变频器产生干扰的原因、干扰类型和传播途径，并提出了相应的抗干扰解决对策。【关键词】煤矿安全变频器干扰抗干扰【中图分类号】TP276【文献标识码】BInterferenceandCountermeasuresforMiningFrequencyConverterWangShuai(ShenyangBranchofChinaCoalScieneeandIndustryGroup,Fushun113122,China)Abstract：Thereasonsthatproducedthei

2、nterference,thetypeofinterfereneeandpropagationpathwereintroducedinthispaperaswellaspresentingthecountermeasuresofanti-interference・Keywords：minesafety；frequencyconverter；interferenee；anti—interference变频器是20世纪70年代初随着电力电子技术、PWM控制技术的发展而出现的一种交流感应电机调速装置。随着科学技术的进步，变频器的功能已口

3、趋完善。变频调速器由于其功率因数高，对电网冲击小，起动平稳、转矩大、调速范I韦I广等优点被广泛用于煤矿行业，给煤矿的自动化生产带來了很大的便利。变频器在煤矿井下应用日益广泛的同时，也带来严重的干扰问题。由于其IGBT功率模块的高频运行方式，不可避免地产生了大量的电磁噪声,对周边的电子电器产品产生了严重电磁干扰。这导致出现前级电磁起动器、馈电开关、低压保护箱等设备的误动作、控制系统误报警、控制总线误动作等变频器工作时其他系统设备无法止常运行问题，从而造成系统设备故障和生产事故。矿用变频器的安全标志检验中也明确规定了矿用变频器产生的传

4、导干扰和辐射干扰的限值必须控制在一定范围之内。因此必须采取有效措施来抑制或消除变频器的干扰。二、变频器原理及干扰形成的原因变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能控制装置。现在使用的变频器主要釆用交-直-交方式。先把工频交流电源通过整流器转换成直流电源，然后再把直流电源转换成频率、电压均可控制的交流电源以供给电动机。变频器的主电路一般由整流、直流环节、逆变3部分组成，如图1所示。变频器的输入部分为整流电路，输出部分为逆变电路，它们都是由起开关作用的非线性元件组成的。而在开、停的过程中，都要产生高次谐波，从

5、而使其输入电源和输出的电压波形和电流波形产生畸变。电压和电流的高次谐波成分以各种方式把自己的能量传播出去，形成对变频器木身和其它设备的干扰。三、变频器的干扰类型和干扰途径3.1电磁辐射在交-直-交变换过程中，通过逆变装置工作，将直流变成交流，其输出波形不是完美的止弦波，含有丰富的高次谐波成分，会在通信设备和无线电设备上产生电磁辐射干扰。变频器的逆变桥大多采用PWM技术。高载波频率工作的功率器件IGBT的高速切换所引起的辐射干扰问题相当突出。变频器的金属外壳带有缝隙或孔洞时就会辐射出来。对矿用隔爆型变频器来说，其隔爆外壳是一个屏蔽壳

6、。由于隔爆面接触不可避免地存在极微小间隙，观察窗是钢化玻璃，它们能隔火，但是隔不了磁辐射信号。辐射方式是频率很高的谐波分量的主要传播方式。3.2传导3.3感应耦合感应耦合是介于辐射与传导Z间的第三条传播途径，当「•扰源的频率较低时，干扰的电磁波辐射能力也有限，而该干扰源又不直接与其他导体连接，但此时的电磁干扰能量可以通过变频器的输入、输出导线与其相邻的其它导线或导体内感应耦合，在邻近导线或导体内感应出干扰电流或电压。感应耦合由导体间的电容耦合或电容、电感混合的形式出现，这与干扰源的频率以及相邻导体的距离等因素有关。在煤矿井下，对工

7、控计算机和各类自控装置产生的干扰主要是感应耦合干扰。四、变频器干扰的解决对策根据电磁干扰的原理，形成电磁干扰必须具备三个要素：干扰源、传播途径、接收器（对干扰信号敏感的设备）。因此，相应的解决对策可以概插为：隔离或抑制丁扰源、切断传播途径、降低接收器对丁扰信号的敏感性。4.1使用隔离变压器所谓隔离是指从电路上把干扰源和易受干扰的部分隔离开來，使它们不发生电的联系。在变频调速传动系统中，通常是在电源和变频器之间采用隔离变压器以免传导干扰。电源隔离变压器可以采用噪声隔离变压器、自耦变压器、相位和相差30度的三绕组变压器或多绕组变压器。

8、其作用有2个：(1)隔离作用，既隔离外界对变频器的干扰，又隔离变频器对外界的干扰。(2)抑制电流跳变或浪涌，当变频器工作在四象限时，如控制绞车、提升机或处于回馈制动时，电能向电网回流，可以避免冲击。3.2使用电抗器在变频器输人回路内串人电抗器用来抑