浅谈变频调速系统的抗干扰技术

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1、浅谈变频调速系统的抗干扰技术变频器、干扰源、传播途径、抗干扰技术1引言变频器是电力电子设备，它有电子元器件、计算机芯片，易受外界的-些电气干扰；另-•方面，在变频器内还有开关元器件、振荡电路、数字电路、触点、开关等都将产生连续的于扰频谱。这就是说,变频器投入运行既要防止外界干扰它，又要防止它干扰外界，即通常所说的电磁兼容（EMC）o2变频器于扰的來源2.1来自外部电网的干扰电网中的谐波干扰卞要通过变频器的供电电源T扰变频器。电网中存在人量谐波源如各种藥流设备、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性

2、的干扰。变频器的供电电源受到来口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冇过压、欠压、瞬时掉电；浪涌、跌落；尖峰电压脉冲；射频T•扰等。（1）晶闸管变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变流设备时，山于晶闸管总是在每相半周期内的部分时间内导通，容易使网络电床出现凹口，波形严靈失真。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床而受到损害，从而导致输入回路击穿而烧毁。（2）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釆用集中电容补偿的方法来提高功率因数。在补偿

3、电容投入或切出的暂态过程屮，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因承受过高的反向电压而击穿。2.2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，它所产牛的谐波对同一电网的其它电子、电气设备产牛■谐波干扰。另外变频器的逆变器大多釆HJPWM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、电气设备來说是一电磁干扰源。变频器的输入和输出电流屮，都含冇很多髙次谐波成分。除了能构成电源无功损耗的较低次谐波外，述冇许多频率很高的谐波成分。它们将以乞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

4、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。显然只冇电源的线电压UL的瞬时值大于电容器两端的吉流电压UD时，整流桥屮才冇充电电流。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。它貝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■电流的波形绝大多数变频器的逆变桥都采用SPWM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。但其小与载波频率相等的谐波分量仍是较大的。3干扰信号的传播方式变频器能产生功率较大的谐波

5、，由丁•功率较大，对系统其它设备干扰性较强，英干扰途径与--般电磁干扰途径是一致的，主要分传导（即电路耦合）、电磁辐射、感应耦合。具体为:首先对周用的电子、电气设备产生电磁辐射;其次对直接驱动的电动机产生电磁噪声,使得电机铁耗和铜耗增加；并传导干扰到电源，通过配电网络传导给系统其它设备；最后变频器対相邻的其它线路产生感应耦介，感应出干扰电压或电流。同样，系统内的干扰信号通过相同的途径干扰变频器的止常工作。3.1电路耦合方式由于输入屯流为菲正弦波，当变频器的容量较大时，将使网络电压产生畸变，影响其他设备工工作，同时输出端产生的传导T扰使玄接驱动的电机铜损、铁损人幅増加，爆响了电机的运转特性。

6、显然，这是变频器输入电流干扰信号的主要传播方式。3.2感应耦合方式当变频器的输入电路或输出电路与其他设备的电路挨得很近时，变频器的高次谐波信号将通过感应的方式耦合到其他设备中去。感应的方式乂有两种：（1）电磁感应方式，这是电流干扰信号的主要方式；（2）的电感应方式，这是电压干扰信号的主要方式。3.3空中幅射方式即以电磁波方式向空中幅射，这是频率很高的谐波分暈的主要传播方式。4变频调速系统的抗干扰对策据屯磁性的菇本原理，形成屯磁干扰（EMI）须具备三要素:电磁干扰源、电磁T扰途径、对电磁T•扰敏感的系统。为防止干扰，可采用硬件抗干扰和软件抗干扰。其中，硬件抗干扰是应用措施中授慕本和放重耍的抗

7、干扰措施，一般从“抗”和“防”两方面入手来抑制干扰，其总原则是抑制和消除干扰源、切断干扰对系统的耦合通道、降低系统干扰信号的敏感性。具体措施在工程上可采用隔离、滤波、屏蔽、接地等方法。4.1干扰的隔离所谓干扰的隔离，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，通常是电源和放人器电路Z间电源线上采用隔离变压器以免传导干扰，电源隔离变压器可应用噪声隔离变压器。4.2设置滤波器在系