變頻器相信對于大多數(shù)的電力工作人員而言都不陌生，在工業(yè)生產(chǎn)和居民的生活中，因變頻器節(jié)能效果明顯，調(diào)節(jié)方便，維護簡單，網(wǎng)絡化等優(yōu)點，越來越廣泛的采用變頻器驅(qū)動的電動機系統(tǒng)，但 是由于變頻器特殊的工作方式帶來的干擾越來越不容忽視。

一，變頻器干擾的來源。

變頻器干擾產(chǎn)生的原因主要有:

1，是變頻器中普遍使用了晶閘管或者整流二極管等非線性整流器件, 其產(chǎn)生的諧波對電網(wǎng)將產(chǎn)生傳導干擾, 引起電網(wǎng)電壓畸變 (電壓畸變率用 THDv 表示, 變頻器產(chǎn)生諧波引起的 THDv 在 10~40%左右),影響電網(wǎng)的供電質(zhì)量。

2，是變頻器的輸出部分一般采用的是 IGBT 等開關(guān)器件,在輸出能量的同時將在輸出線上產(chǎn)生較強的電磁輻射干擾,影響周邊電器的正常工作。

二、諧波和電磁輻射對電網(wǎng)及其它系統(tǒng)的危害:

1.諧波使電網(wǎng)中的電器元件產(chǎn)生了附加的諧波損耗,降低了輸變電及用電設備的效率。

2. 諧波可以通過電網(wǎng)傳導到其它的用電器, 影響了許多電氣設備的正常運行, 比如諧波會使變壓器產(chǎn)生機械振動, 使其局部過熱,絕緣老化,壽命縮短,以至于損壞;還有傳導來的諧波會干擾電器設備內(nèi)部軟件或硬件的正常運轉(zhuǎn)。

3.諧波會引起電網(wǎng)中局部的串聯(lián)或并聯(lián)諧振,從而使諧波放大。

4.諧波或電磁輻射干擾會導致繼電器保護裝置的誤動作,使電氣儀表計量不準確,甚至無法正常工作。

5.電磁輻射干擾使經(jīng)過變頻器輸出導線附近的控制信號、檢測信號等弱電信號受到干擾,嚴重時使系統(tǒng)無法得到 正確的檢測信號,或使控制系統(tǒng)紊亂。

一般來講,變頻器對電網(wǎng)容量大的系統(tǒng)影響不十分明顯,這也就是諧波不被大多數(shù)用戶重視的原因。但對系統(tǒng)容 量小的系統(tǒng),諧波產(chǎn)生的干擾就不能忽視。

三，減少變頻器諧波對其它設備影響的方法：

1.增加交流 /直流電抗器。

采用交流 /直流電抗器后,進線電流的 THDv 大約降低 30%~50%,是不加電抗器諧波電流的一半左右 。

2.多相脈沖整流。

在條件具備, 或者要求產(chǎn)生的諧波限制在比較小的情況下, 可以采用多相整流的方法。 12相脈沖整流 THDv 大約為 10%~15%, 18相脈沖整流的 THDv 約為 3%~8%,滿足 EN61000-3-12和 IEEE519-1992嚴格標準的要求。缺點是需要專用 變壓器和整流器,不利于設備改造,價格較高。

3.無源濾波器。

采用無源濾波器后, 滿載時進線中的 THDv 可降至 5%~10%, 技術(shù)成熟, 價格適中。適用于所有負載下的 THDv<>

4.輸出電抗器。

也可以采用在變頻器到電動機之間增加交流電抗器的方法,主要目的：是減少變頻器的輸出,在能量傳輸過程中, 線路產(chǎn)生的電磁輻射。該電抗器必須安裝在距離變頻器最近的地方,盡量縮短與變頻器的引線距離。如果使用鎧裝電纜作為變頻器與電動機的連線時,可不使用這方法,但要做到電纜的鎧在變頻器和電動機端可靠接地,而且接地的鎧要原樣不動接地,不能扭成繩或辨,不能用其它導線延長,變頻器側(cè)要接在變頻器的地線端子上,再將變頻器接地 。

四、減少或削弱變頻器諧波及電磁輻射對設備干擾的方法。

上面介紹的方法是減少變頻器工作時對外設備的影響,但并不是消除了變頻器的對外干擾,如果想進一步提高其它設備對變頻器諧波和電磁輻射的免疫能力,尤其是在變頻器(品牌不同,產(chǎn)生的干擾程度可能不一樣)干擾較嚴重 的場合中常用的方法通常有以下幾種:

1. 使用隔離變壓器。

使用隔離變壓器主要是應對來自于電源的傳導干擾。使用具有隔離層的隔離變壓器,可以將絕大部分的傳導干擾 阻隔在隔離變壓器之前。同時還可以兼有電源電壓變換的作用。隔離變壓器常用于控制系統(tǒng)中的儀表，PLC ,以及其它低壓小功率用電設備的抗傳導干擾。

2.使用濾波模塊或組件。

目前市場中有很多專門用于抗傳導干擾的濾波器模塊或組件,這些濾波器具有較強的抗干擾能力,同時還具有防止用電器本身的干擾傳導給電源,有些還兼有尖峰電壓吸收功能,對各類用電設備有很多好處。

常用的為雙孔磁芯濾波器的結(jié)構(gòu)。還有單孔磁芯的濾波器,其濾波能力較雙孔的弱些,但成本較低。

3.選用具有開關(guān)電源的儀表等低壓設備。

一般開關(guān)電源的抗電源傳導干擾的能力都比較強,因為在開關(guān)電源的內(nèi)部也都采用了有關(guān)的濾波器。因此在選用 控制系統(tǒng)的電源設備,或者選用控制用電器的時候,盡量采用具有開關(guān)電源類型的。

4. 作好信號線的抗干擾。

信號線承擔了檢測信號和控制信號的傳輸任務,毋庸置疑,信號傳輸?shù)馁|(zhì)量直接影響到整個控制系統(tǒng)的準確性、 穩(wěn)定性和可靠性,因此做好信號線的抗干擾是十分必要的。

對于信號線上的干擾主要是來自空間的電磁輻射,有常態(tài)干擾和共模干擾兩種。

常態(tài)干擾的抑制：常態(tài)干擾是指疊加在測量信號線上的干擾信號,這種干擾大多是頻率較高的交變信號,其來源一 般是耦合干擾。

抑制常態(tài)干擾的方法有:

(1)在輸入回路接 RC 濾波器或雙 T 濾波器。

(2)盡量采用雙積分式 A/D轉(zhuǎn)換器,由于這種積分器工作的特點,具有一定的消除高頻干擾的作用。

(3)將電壓信號轉(zhuǎn)換成電流信號再傳輸?shù)姆绞?對于常態(tài)的干擾有非常強的抑制作用。

共模干擾的抑制：共模干擾是指信號線上共有的干擾信號, 一般是由于被測信號的接地端與控制系統(tǒng)的接地端存在 一定的電位差所制,這種干擾在兩條信號線上的周期、幅值基本相等,所以采用上面的方法無法消除或抑制。

對共模干擾的抑制方法如下:

（1）采用雙差分輸入的差動放大器,這種放大器具有很高的共模抑制比。

（2）把輸入線姣合，姣合的雙絞線能降低低共模干擾,由于改變了導線電磁感應 e 的方向,從而使其感應互相抵消。

（3）采用光電隔離的方法,可以消除共模干擾。

（4）使用屏蔽線時,屏蔽層只有一端接地。因為若兩端接地,由于接地電位差在屏蔽層內(nèi)會流過電流而產(chǎn)生干擾, 因此只要一端接地即可防止干擾。

無論是為了抑制常態(tài)干擾還是抑制共模干擾,都還應該做到以下幾點:

(1)輸入線路要盡量短。

(2)配線時避免和動力線接近,信號線與動力線分開配線,把信號線放在有屏蔽的金屬管內(nèi),或者動力線和信號線 分開距離要在 40cm 以上。

(3)為了避免信號失真,對于較長距離傳輸?shù)男盘栆⒁庾杩蛊ヅ洹?/p>

5.在使用以單片機、 PLC 、計算機等為核心的控制系統(tǒng)中,編制軟件的時候,可以適當增加對檢測信號和輸出控 制部分的軟件濾波,以增強系統(tǒng)自身的抗干擾能力。

五、變頻器抗干擾總結(jié)：

干擾的分布參數(shù)是很復雜的,因此在抗干擾時,應當采用適當?shù)拇胧?既要考慮效果,又要考慮價格因素,還要因現(xiàn)場情況而定。采用的措施只要能解決問題即可,往往過多的抗干擾措施有可能會產(chǎn)生額外的干擾,具體情況具體解決。說的不恰當?shù)牡胤竭€請多指點，感謝！一起交流學習電氣電工知識！