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《通用變頻器的干擾與抗干擾措施》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、通用變頻器的干擾與抗干擾措施摘要:變頻器的應(yīng)用越來越廣泛，系統(tǒng)的干擾問題日益嚴(yán)重。本文主要介紹了變頻器應(yīng)用系統(tǒng)中干擾的產(chǎn)生及其傳播途徑，提出了抗干擾的實(shí)際解決方法，闡述了在變頻器安裝應(yīng)用中抑制干擾的具體措施，以及部分應(yīng)用實(shí)例。關(guān)鍵詞:變頻器??高次諧波?電磁干擾?[中圖分類號(hào)]TN973????[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]B????文章編號(hào)?0、引言變頻器調(diào)速技術(shù)［1］的應(yīng)用越來越廣泛，但變頻系統(tǒng)的電磁干擾比較嚴(yán)重，相應(yīng)的抗干擾技術(shù)變得更加重要。變頻器系統(tǒng)的干擾有時(shí)能直接造成系統(tǒng)的硬件損壞，或者使微處理器的系統(tǒng)程序運(yùn)行失控，造成
2、設(shè)備和生產(chǎn)事故。變頻器系統(tǒng)的干擾主要有兩個(gè)方面：一是變頻器對(duì)其他計(jì)算機(jī)和自動(dòng)控制裝置等電子設(shè)備、通信設(shè)備和無線電等產(chǎn)生的干擾。二是電網(wǎng)中的諧波干擾變頻器的正常工作。如何提高系統(tǒng)的抗干擾能力和可靠性是自動(dòng)化裝置研制和應(yīng)用中不可忽視的重要內(nèi)容。下面主要探討一下變頻器的干擾及其抗干擾措施。1、主要干擾源電磁干擾（EMI），是以外部噪聲和無用信號(hào)在接收中所造成的電磁干擾，通常是通過電路傳導(dǎo)和以場(chǎng)的形式傳播的［2］。變頻器的整流電路對(duì)電網(wǎng)來說是非線性負(fù)載，它所產(chǎn)生的諧波會(huì)對(duì)同一電網(wǎng)的其他電子、電氣設(shè)備產(chǎn)生諧波干擾。另外，變頻
3、器的逆變器大多采用PWM技術(shù)，其工作于開關(guān)模式并作高速切換，產(chǎn)生大量耦合性噪聲。變頻器對(duì)系統(tǒng)內(nèi)其他的電子、電氣設(shè)備來說是一個(gè)電磁干擾源。1．1變頻器的輸入和輸出電流中，都含有很多高次諧波成分和能構(gòu)成電源無功損耗的較低次諧波。它們將以各種方式把自己的能量傳播出去，形成對(duì)變頻器本身和其它設(shè)備的干擾信號(hào)。（1）變頻器的輸入側(cè)是二極管整流和電容濾波電路，只有當(dāng)電源的線電壓大于電容器兩端的直流電壓時(shí)，整流橋中才有充電電流。因此，充電電流總是出現(xiàn)在電源電壓的振幅值附近，呈不連續(xù)的脈動(dòng)波形式。它具有很強(qiáng)的高次諧波成分。（2）絕大
4、多數(shù)變頻器的逆變橋都采用PWM調(diào)制方式，其輸出電壓為占空比按正弦規(guī)律分布的系列矩形波；由于電動(dòng)機(jī)定子繞組的電感性質(zhì)，定子的電流十分接近于正弦波，但與載波頻率相等的諧波分量仍然較大。1．2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(shè)備、交直流互換設(shè)備、電子電壓調(diào)整設(shè)備、非線性負(fù)載及照明設(shè)備等。這些負(fù)荷都使電網(wǎng)中的電壓、電流產(chǎn)生波形畸變，從而對(duì)電網(wǎng)中其他設(shè)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)的干擾后若不加處理，電網(wǎng)噪聲就會(huì)通過電源電路干擾變頻器。供電電源的
5、干擾對(duì)變頻器主要有(1)過壓、欠壓、瞬時(shí)掉電(2)浪涌、跌落(3)尖峰電壓脈沖(4)射頻干擾等。（1）晶閘管換流設(shè)備對(duì)變頻器的干擾：當(dāng)供電網(wǎng)絡(luò)內(nèi)有容量較大的晶閘管換流設(shè)備時(shí)，由于晶閘管總是在每相半周期內(nèi)的部分時(shí)間內(nèi)導(dǎo)通，容易使網(wǎng)絡(luò)電壓出現(xiàn)凹口，波形嚴(yán)重失真。它使變頻器輸入側(cè)的整流電路有可能因出現(xiàn)較大的反向回復(fù)電壓而受到損害，從而導(dǎo)致輸入回路擊穿而燒毀。（2）電力補(bǔ)償電容對(duì)變頻器的干擾。電力部門對(duì)用電單位的功率因數(shù)有一定的要求，為此，許多用戶都在變電所采用集中電容補(bǔ)償?shù)姆椒▉硖岣吖β室驍?shù)。在補(bǔ)償電容投入或切出的暫態(tài)過
6、程中，網(wǎng)絡(luò)電壓有可能出現(xiàn)很高的峰值，其結(jié)果是可能使變頻器的整流二極管因承受過高的反向電壓而擊穿。2、干擾的傳播途徑由于變頻器能產(chǎn)生功率較大的諧波，對(duì)系統(tǒng)其它設(shè)備干擾性較強(qiáng)，其干擾途徑與一般電磁干擾途徑是一致的，主要可以分為電路耦合（傳導(dǎo)）、電磁輻射、感應(yīng)耦合三種傳播方式。下面作一下具體分析：2．1電路耦合方式即通過阻抗耦合或接地回路耦合將干擾傳入其它電路——電源網(wǎng)絡(luò)傳播。由于輸入電流為非正弦波，當(dāng)變頻器的容量較大時(shí)，將使網(wǎng)絡(luò)電壓產(chǎn)生畸變，影響其他設(shè)備正常工作，同時(shí)輸出端產(chǎn)生的傳導(dǎo)干擾使直接驅(qū)動(dòng)的電機(jī)銅損、鐵損大幅增
7、加，影響了電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)特性。這是變頻器輸入電流干擾信號(hào)的主要傳播方式，傳播的距離可以很遠(yuǎn)。比較典型的傳播途徑是：接自工業(yè)低壓網(wǎng)絡(luò)的變頻器所產(chǎn)生的干擾信號(hào)將沿著配電變壓器進(jìn)入中壓網(wǎng)絡(luò)，并沿著其它的配電變壓器最終又進(jìn)入民用低壓配電網(wǎng)絡(luò)，使接自民用配電母線的電氣設(shè)備成為遠(yuǎn)程的受害者。2．2空中幅射方式即以電磁波方式向空中幅射，如果變頻器不是處在一個(gè)全封閉的金屬外殼內(nèi)，它就可以通過空間向外輻射電磁波。這是高頻諧波分量的主要傳播方式。其輻射場(chǎng)強(qiáng)取決于干擾源的電流強(qiáng)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?qū)﹄娋W(wǎng)
8、來說是非線性負(fù)載，它所產(chǎn)生的諧波對(duì)接入同一電網(wǎng)的其它電子、電氣設(shè)備產(chǎn)生諧波干擾。變頻器的逆變橋大多采用PWM技術(shù)，當(dāng)根據(jù)給定頻率和幅值指令產(chǎn)生預(yù)期的和重復(fù)的開關(guān)模式時(shí)，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(guān)頻率相應(yīng)的高次諧波群。高載波頻率和場(chǎng)控開關(guān)器件的高速切換（dv/dt可達(dá)1kV/μs以上）所引起的輻射干擾問題相當(dāng)突出。當(dāng)變頻器的金屬外殼帶有
