關(guān)于我臺(tái)出現(xiàn)嚴(yán)重干擾的探究

近期我茌平臺(tái)圖像聲音出現(xiàn)嚴(yán)重干擾現(xiàn)象，具體表現(xiàn)為圖像出現(xiàn)不規(guī)律橫線，伴音出現(xiàn)刺耳的高頻噪音，通過查閱大量的文獻(xiàn)資料以及自己掌握的微薄知識(shí)，分析得出應(yīng)該是電源系統(tǒng)遭受到高頻（變頻）污染所制。

1變頻原理如下

一臺(tái)變頻器（Variable-frequency Drive，VFD）由主控電路、外部輸入輸出電路、驅(qū)動(dòng)電路、整流電路、直流回路、逆變電路以及、檢測保護(hù)電路等構(gòu)成。工作時(shí)首把輸入的三相交流電由整流電路轉(zhuǎn)換成直流電，然后通過整流器和逆變器之間的直流回路連接，控制電路根據(jù)用戶需要的調(diào)速指令來命令驅(qū)動(dòng)電路控制逆變器的輸出，最后將直流電流轉(zhuǎn)換成頻率和電壓可變的三相交流電。

2變頻器產(chǎn)生多次諧波原理

大多變頻器的電路一般為交流—直流—交流相互轉(zhuǎn)換，變頻器工作時(shí)從交流電源引入了部分非正弦的電流。因?yàn)樽冾l器的輸入整流器在把交流轉(zhuǎn)換為直流時(shí)產(chǎn)生的。

（1）輸入整流器從三相交流電源中依次引入交變電流。引入的電流有些是非正弦波的，而是在整流器轉(zhuǎn)換過程中產(chǎn)生了部分畸變。這就意味著電源電流波形包含了部分諧波，畸變的波形可以分解為一組諧波分量。因?yàn)殡娫词且粋€(gè)對稱的標(biāo)準(zhǔn)三相電源，而整流部分又是一個(gè)開環(huán)不可控的，所以諧波的“次”數(shù)是一定的。

（2）輸出逆變器把直流電經(jīng)濾波及晶體管開關(guān)元件IGBT逆變?yōu)橛脩粜枰念l率電壓可自由調(diào)整的調(diào)的交流電。在逆變輸出直流電路中，輸出電流變成了受PWM（載脈沖寬度調(diào)制）波信號(hào)調(diào)制的脈沖波形。對于GTR大功率逆變器件，PWM（載脈沖寬度調(diào)制）的載波頻率為二到三赫茲，而GBT逆變元件的PWM載（載脈沖寬度調(diào)制）頻能達(dá)到達(dá)15赫茲。輸出回路電流也可以分解為只含正弦波的基波和各次諧波，主要諧波次數(shù)為第一次基波，五次諧波、七次諧波、11次諧波、第13次諧波；頻率分別為50、250、350、550、650赫茲。從逆變器的工作機(jī)理能夠看出變頻器的大部分諧波和干擾都是在逆變過程中產(chǎn)生出來的的，高次諧波除了對負(fù)載有著直接干擾外，還可以通過電纜向周圍空間輻射，干擾鄰近電氣設(shè)備。

3抑制諧波干擾的辦法

變頻器的核心主要是電力電子開關(guān)通斷從而產(chǎn)生需要的SPWM信號(hào)或者PWM（載脈沖寬度調(diào)制）。但是這種脈沖信號(hào)邊沿很陡它可以產(chǎn)生很強(qiáng)的電磁輻射，在輸出負(fù)載電路中就會(huì)變現(xiàn)更明顯。它們會(huì)以各種方式把自已的能量向外傳播，從而干攏周邊設(shè)備的正常工作，對電源造成污染。

諧波的傳播途徑大致為兩種，一種是傳導(dǎo)，另一種是輻射。

對此我們常用方法如下：

（1）變頻器和其控制的電動(dòng)機(jī)連接電纜敷設(shè)應(yīng)穿鐵管或著采用用鎧裝電力電纜，和其所需的弱電控制線分開敷設(shè)，要保持40厘米以上的距離，避免產(chǎn)生相互干擾。

（2）變頻系統(tǒng)的供電電源要和其他設(shè)備的電源相互獨(dú)立，在變頻器和其他用電設(shè)備的輸入端加裝隔離變壓器，從而切斷諧波電流。

（3）變頻器所需的信號(hào)線應(yīng)該采用屏蔽線，布線時(shí)與變頻器主回路控制線間隔20厘米以上的距離，避免產(chǎn)生輻射干擾。

（4）變頻器可以采用工作接地專用接地線系統(tǒng)，把設(shè)備的外殼、機(jī)架、屏蔽網(wǎng)、信號(hào)線屏蔽層，可靠接地從而確保設(shè)備工作地電位為零電位。鄰近其他電氣設(shè)備的地線必須與變頻器配線分開安裝。只有這樣這樣才能較為有效的抑制電流諧波對鄰近其他設(shè)備的輻射干擾。工作接地系統(tǒng)中的導(dǎo)體存在趨膚效應(yīng)。為給寬頻帶干擾信號(hào)提供一個(gè)低阻返回大地的路徑，要求工作接地系統(tǒng)的對地電阻小于1歐姆。施工時(shí)應(yīng)注意機(jī)殼、電纜屏蔽層及電動(dòng)機(jī)外殼三者必須要做到可靠連接地。

（5）另外還可以在輸入端加裝電抗器，為了盡可能的阻止干擾信號(hào)源。一般可以采用無源電抗器，幫助吸收大負(fù)荷設(shè)備使用時(shí)產(chǎn)生的浪涌電壓。2%阻抗進(jìn)線電抗器通常已足以能夠吸收浪涌電壓。另外它還能保護(hù)變頻器直流回路中的電容器不至于過熱和由于吸收浪涌漏電壓，從而延長設(shè)備的使用壽命，同時(shí)還可以增加電源阻抗。通過計(jì)算得知4%阻抗進(jìn)線電抗器最能夠減小產(chǎn)生的多次諧波頻率的電流，而且它還能使干攏信號(hào)不會(huì)通過地線傳播而被反射回干擾源。