浅析变频器干扰及对策

摘要：论述变频器干扰的几种传播途径，阐述解决干扰的一般措施。
变频器电磁干扰
变频器作为一种便捷、节能、高效的功率变换器件，不仅在工业场合得到了广泛的应用，几乎在所有的工业场所均可以看到变频器的影子，诸如纺织、、煤矿、冶金、造纸等各行各业，同时也开始在家电行业采用。但是随着变频器应用的普及，变频器所产生的干扰正越来越被人们所关注，电磁兼容越来越成为科技工作者关注的焦点和迫切需要解决和研究的课题。
变频器干扰实际是一种电磁干扰，这种干扰不仅仅产生于变频器，高压输电线路、变压器、电焊机、电力开关操作、高频振荡电路、气体放电灯、电动工
具换向器、汽车点火装置、开关电源等都是干扰源，只是不同的设备其产生的干扰强度不同、传播途径也略有不同。
1 变频器干扰的几种传播途径
辐射、传导、感应耦合是电磁干扰传播的三种主要途径。
1．1 辐射
辐射是指电磁干扰通过空间向外发辐射，其辐射强度取决于干扰源的电流强度以及干扰源的发射率。变频器的逆变桥大多采用PMW 技术，当根据给定频率和幅值指令产生预期的和重复的开关模式时，变频器的输出带有与开关频率相应的高次谐波群。高载波频率和场控开关器件的高速切换所引起的辐射干扰更加突出。
1．2 传导
电磁干扰除了通过与其相连的导线向外部发射，也可以通过阻抗耦合或接地回路耦合将干扰带32入其它回路。与辐射干扰相比，其传播的路程可以更远。
1．3 感应耦合
感应耦合是介于辐射和传导之间的第三种传播途径。当干扰源的频率较低时，干扰的电磁波辐射能力相当有限，而该干扰源又不直接与其它导体连
接，此时的电磁干扰能量可以通过变频器的输人输出导线与其相邻的其它导线或导体产生感应耦合，在邻近导线或导体内感应出干扰电流或电压。感应耦合可以由导体问的电容耦合的形式出现，也可以由电感耦合的形式或电容、电感混合的形式出现，这将与干扰源的频率以及与相邻导体的距离等因素有关。
2 干扰实例解析
(1)FA506细纱机由模拟信号(由PLC给出)控制变频器运转，PLC与变频器同处一个电控柜内，当模拟信号受到干扰时，变频器运转频率与理论值相差很大、而且变频器处在无控制的起、停状态，导致系统不能正常运转。这是我们曾经遇到的实例。
经过分析研究发现，变频器安装接地较差，通过将接地线加粗以后情况好转，系统运行恢复正常。
(2)我们在气流纺纱机改造中，可编程序控制器和变频器同时使用，该机需要采样6路速度信号，通过接近开关实现。运行时发现，速度信号失真严重，而且继电器随时发出抖动的声音，导致外围执行机构动作失灵。采取如下措施后系统工作完全正常。首先将变频器到电机之间连线也改用屏蔽线(条件允许电机功率较tb)，并将系统可靠接地，其次在信号输入端并接一104 pf电容，在出现抖动的继电器线圈端加装阻容吸收装置，系统正常工作，显示内容与理论计算值吻合。
(3)有的场合光靠硬件改动却不能完全解决问题，在早期的单片机应用系统中，不是所有的软件都进行了完善的软件滤波，当所有的硬件办法均无效时，就要考虑用软件的办法去解决，有的甚至需要在系统电源上作文章。这种情况我们曾经在化纤牵伸机温控系统的改造中颇费周折，系统电源、输入信号端硬件滤波、软件滤波等几乎所有手段全部用到，勉强解决问题(受条件局限不可能再作大的改动)。
3 总结变频器干扰通常的解决方法
3．1 防止辐射干扰的措施
所有与变频器有连接的元件必须施行相应屏蔽措施。这些元件包括变频器本身、输入输出线缆和电动机。
3．1．1 对变频器的要求
选用变频器时一定要选择那些通过CE认证的产品，这些产品符合电磁兼容的要求。
3．1．2 对电缆敷设的要求
尽量选用带屏蔽的动力电缆，并在变频器一侧用环型夹360。接地；尽量选用带屏蔽的控制电缆，并在变频器一侧用环型夹360。接地；信号线应采用双绞缠绕方式，避免共模干扰。
3．1．3 对电动机的要求
电缆屏蔽层编织的接地线应尽可能短；保证端盖与接线盒良好的接触。
3．1．4 对变频器载波频率的选择要求
尽管提高逆变器开关频率，对降低高次谐波电流和减小电机噪音有益，但是从防止干扰出发，正确变频器开关的载波频率至关重要，一般情况下应尽量选用较小的载波频率，实践中经常用降低载波频率的方法去克服干扰。
3．2 防止传导干扰的一般措施
在变频器的进线侧加装交流电抗器，在变频器周边的继电器、接触器、电磁制动器和电磁阀等上使用浪涌电压吸收器是防止传导干扰的有效措施。3．3 防止感应耦合的一般措施要遵循动力电缆与控制信号电缆线分开敷设的原则。应尽量保证输入动力电缆与输出动力电缆足够远；应尽量保证变频器控制信号电缆与动力输入电缆足够远；应尽量保证控制信号电缆与变频器动力输出电缆尽量远，最好大于50 tin以上。
4 结束语
在实际的应用中，变频器的干扰只要采取适当的方式还是可以克服的，关键的问题是要切断干扰的传播途径。用好变频器去享受变频器给我们带来的方便。