變頻器引起傳感器的干擾極其處理方法

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1、變頻器引起傳感器的干擾極其處理方法變頻器調速技術是集自動控制、微電子、電力電子、通信等技術于一體的高科技技術。它以很好的調速、節(jié)能性能，在各行各業(yè)中獲得了廣泛的應用。由于其采用軟啟動，可以減少設備和電機的機械沖擊，延長設備和電機的使用壽命。隨著科學技術的高速發(fā)展，變頻器以其具有節(jié)電、節(jié)能、可靠、高效的特性應用到了工業(yè)控制的各個領域中，如變頻調速在供水、空調設備、過程控制、電梯、機床等方面的應用，保證了調節(jié)精度，減輕了工人的勞動強度，提高了經(jīng)濟效益，但隨之也帶來了一些干擾問題?，F(xiàn)場的供電和用電設備會對變頻器產(chǎn)生影響，變頻器運行時產(chǎn)生的高次諧波也會干擾周圍設備的運行。變頻器產(chǎn)生的干擾主要有三種

2、：對電子設備的干擾、對通信設備的干擾及對無線電等產(chǎn)生的干擾。對計算機和自動控制裝置等電子設備產(chǎn)生的干擾主要是感應干擾；對通信設備和無線電等產(chǎn)生的干擾為放射干擾。如果變頻器的干擾問題解決不好，不但系統(tǒng)無法可靠運行，還會影響其他電子、電氣設備的正常工作。因此有必要對變頻器應用系統(tǒng)中的干擾問題進行探討，以促進其進一步的推廣應用。下面主要討論變頻器的干擾及其抑制方法。???2　變頻調速系統(tǒng)的主要電磁干擾源及途徑???2.1　主要電磁干擾源???電磁干擾也稱電磁騷擾（EMI），是以外部噪聲和無用信號在接收中所造成的電磁干擾，通常是通過電路傳導和以場的形式傳播的。變頻器的整流橋對電網(wǎng)來說是非線性負載，

3、它所產(chǎn)生的諧波會對同一電網(wǎng)的其他電子、電氣設備產(chǎn)生諧波干擾。另外，變頻器的逆變器大多采用PWM技術，當其工作于開關模式并作高速切換時，產(chǎn)生大量耦合性噪聲。因此，變頻器對系統(tǒng)內其他的電子、電氣設備來說是一個電磁干擾源。另一方面，電網(wǎng)中的諧波干擾主要通過變頻器的供電電源干擾變頻器。電網(wǎng)中存在大量諧波源，如各種整流設備、交直流互換設備、電子電壓調整設備、非線性負載及照明設備等。這些負荷都使電網(wǎng)中的電壓、電流產(chǎn)生波形畸變，從而對電網(wǎng)中其他設備產(chǎn)生危害的干擾。變頻器的供電電源受到來自被污染的交流電網(wǎng)的干擾后，若不加以處理，電網(wǎng)噪聲就會通過電網(wǎng)電源電路干擾變頻器。供電電源對變頻器的干擾主要有過壓、欠壓

4、、瞬時掉電；浪涌、跌落；尖峰電壓脈沖；射頻干擾。其次，共模干擾通過變頻器的控制信號線也會干擾變頻器的正常工作。???2.2　電磁干擾的途徑???變頻器能產(chǎn)生功率較大的諧波，對系統(tǒng)其他設備干擾性較強。其干擾途徑與一般電磁干擾途徑是一致的，主要分電磁輻射、傳導、感應耦合。具體為：①對周圍的電子、電氣設備產(chǎn)生電磁輻射；②對直接驅動的電動機產(chǎn)生電磁噪聲，使得電動機鐵耗和銅耗增加，并傳導干擾到電源，通過配電網(wǎng)絡傳導給系統(tǒng)其他設備；③變頻器對相鄰的其他線路產(chǎn)生感應耦合，感應出干擾電壓或電流。同樣，系統(tǒng)內的干擾信號通過相同的途徑干擾變頻器的正常工作。下面分別加以分析。???（1）電磁輻射???變頻器如果

5、不是處在一個全封閉的金屬外殼內，它就可以通過空間向外輻射電磁波。其輻射場強取決于干擾源的電流強度、裝置的等效輻射阻抗以及干擾源的發(fā)射頻率。變頻器的整流橋對電網(wǎng)來說是非線性負載，它所產(chǎn)生的諧波對接入同一電網(wǎng)的其它電子、電氣設備產(chǎn)生諧波干擾。變頻器的逆變橋大多采用PWM技術，當根據(jù)給定頻率和幅值指令產(chǎn)生預期的和重復的開關模式時，其輸出的電壓和電流的功率譜是離散的，并且?guī)в信c開關頻率相應的高次諧波群。高載波頻率和場控開關器件的高速切換（dv/dt可達1kV/μs以上）所引起的輻射干擾問題相當突出。?當變頻器的金屬外殼帶有縫隙或孔洞，則輻射強度與干擾信號的波長有關，當孔洞的大小與電磁波的波長接近時

6、，會形成干擾輻射源向四周輻射。而輻射場中的金屬物體還可能形成二次輻射。同樣，變頻器外部的輻射也會干擾變頻器的正常工作。???（2）傳導???上述的電磁干擾除了通過與其相連的導線向外部發(fā)射，也可以通過阻抗耦合或接地回路耦合將干擾帶入其它電路。與輻射干擾相比，其傳播的路程可以很遠。比較典型的傳播途徑是：接自工業(yè)低壓網(wǎng)絡的變頻器所產(chǎn)生的干擾信號將沿著配電變壓器進入中壓網(wǎng)絡，并沿著其它的配電變壓器最終又進入民用低壓配電網(wǎng)絡，使接自民用配電母線的電氣設備成為遠程的受害者。???（3）感應耦合???感應耦合是介于輻射與傳導之間的第三條傳播途徑。當干擾源的頻率較低時，干擾的電磁波輻射能力相當有限，而該干

7、擾源又不直接與其它導體連接，但此時的電磁干擾能量可以通過變頻器的輸入、輸出導線與其相鄰的其他導線或導體產(chǎn)生感應耦合，在鄰近導線或導體內感應出干擾電流或電壓。感應耦合可以由導體間的電容耦合的形式出現(xiàn)，也可以由電感耦合的形式或電容、電感混合的形式出現(xiàn)，這與干擾源的頻率以及與相鄰導體的距離等因素有關。???3　抗電磁干擾的措施???據(jù)電磁性的基本原理，形成電磁干擾（EMI）須具備電磁干擾源、電磁干擾途徑、對電磁干擾敏感的系統(tǒng)等