变频器应用中的干扰及其抑制

电力18讯：    随着科学技术的高速发展，变频器以其具有节电、节能、可靠、高效的特性应用到了工业控制的各个领域中，保证了调节精度，减轻了工人的劳动强度，提高了经济效益，但随之也带来了一些干扰问题。现场的供电和用电设备会对变频器产生影响，变频器运行时产生的高次谐波也会干扰周围设备的运行。如果变频器的干扰问题解决不好，不但系统无法可靠运行，还会影响其他设备的正常工作。因此有必要对变频器应用系统中的干扰问题进行探讨，以促进其进一步的推广应用。谐波和电磁辐射的危害 1)谐波使电网中的电器元件产生了附加的谐波损耗，降低了输变电及用电设备的效率。 2)谐波可以通过电网传导到其他的用电器，影响了许多电器设备的正常运行，比如谐波会使变压器产生机械振动，使其局部过热，绝缘老化，寿命缩短，以至于损坏;还有传导来的谐波会干扰电气设备的正常运行。 3)谐波会引起电网中局部的谐振，从而使谐波放大。 4)谐波或电磁辐射干扰会导致继电器保护装置的误动作，使电器仪表计量不准确，甚至无法正常工作。 5)电磁辐射干扰使经过变频器输出导线附近的控制信号、检测信号等弱电信号受干扰，严重时使系统无法得到正确的检测信号，或使控制系统紊乱。变频调速系统的主要电磁干扰源及途径 1.电磁干扰源 电磁干扰也称电磁骚扰(EMI)，是外部噪声和无用信号在接收中所造成的，通常是通过电路传导和以场的形式传播的。变频器的整流桥对电网来说是非线性负载，它所产生的谐波会对同一电网的其他电子、电气设备产生谐波干扰。另外，变频器的逆变器大多采用pwM技术，当其工作于开关模式并作高速切换时，产生大量耦合性噪声。因此，变频器对系统内其他的电子、电气设备来说是一个电磁干扰源。另一方面，电网中的谐波干扰主要通过变频器的供电电源干扰变频器。电网中存在大量谐波源，这些负荷都使电网中的电压、电流产生波形畸变，从而对电网中其他设备产生有危害的干扰。变频器的供电电源受到来自被污染的交流电网的干扰后，若不加以处理，电网噪声就会通过电网电源电路干扰变频器。供电电源对变频器的干扰主要有过压、欠压、瞬时掉电，浪涌、跌落，尖峰电压脉冲及射频干扰等。 2.电磁干扰的途径 变频器能产生功率较大的谐波，对系统其他设备干扰性较强。其干扰途径与一般电磁干扰途径是一致的，主要分空间辐射干扰即电磁辐射干扰、耦合干扰、电源干扰。具体为:电气、电子设备的高密度使用，使空间电磁波污染越来越严重，这些干扰源产生的辐射波频率范围广且无规律。空间辐射干扰以电磁感应的方式通过检测系统的壳体、导线等，造成对系统的干扰。静电耦合干扰是指电路之间的寄生电容使系统内某一电路信号变化影响其他电路，形成静电耦合干扰，只要电路中有尖峰信号相脉冲信号等频率高的信号存在，就有静电耦合干扰存在。传导耦合干扰即系统的信号在传输过程中容易出现延时、变形并接收干扰信号，形成传导耦合干扰，对周围的电子、电气设备产生电磁辐射;对直接驱动的电动机产生电磁噪声，使得电动机铁耗和铜耗增加，并传导干扰到电源，通过配电网络传导给系统其他设备;变频器对相邻的其他线路产生感应耦合，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正常工作。变频系统一般由工业用电网络供电，工业系统中的某些大设备的起动、停机等，可能引起电源过压、欠压、浪涌、下陷及产生尖峰干扰，这些电压噪声均会通过电源内阻耦合到变频系统的电路,给系统造成极大的危害。...