變頻調(diào)速系統(tǒng)中變頻器的干擾及抑制

臧瑩

（駐馬店技師學(xué)院，河南 駐馬店 463000）

變頻器的正弦脈寬調(diào)制控制信號產(chǎn)生的電磁干擾十分明顯，使得變頻器成為公共電網(wǎng)中最為主要的干擾源，由此所致的干擾污染成為一個(gè)亟待解決的問題。故本文圍繞變頻器干擾的危害及解決措施展開研究與分析，具有重要的研究價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義。

一、變頻調(diào)速系統(tǒng)中變頻器的干擾因素

（一）諧波電流影響因素

變壓器內(nèi)部運(yùn)行過程中會產(chǎn)生特定的諧波電力，這種電流會影響供電系統(tǒng)的正常運(yùn)行，在阻抗設(shè)備上產(chǎn)生相應(yīng)的電壓降，一旦出現(xiàn)變壓降就會影響電壓波形的正常應(yīng)用，導(dǎo)致整個(gè)電路發(fā)生畸形的情況。這是干擾設(shè)備運(yùn)行的一個(gè)常見性因素，電壓畸變這種技術(shù)能夠保證正弦波的平頂穩(wěn)定運(yùn)行。當(dāng)整個(gè)諧波電流達(dá)到特定的值時(shí)，電源的強(qiáng)度較弱，這就會加重電壓畸變情況的發(fā)生，產(chǎn)生嚴(yán)重的現(xiàn)象。這種干擾會對相關(guān)設(shè)備的運(yùn)行產(chǎn)生特定的干擾，不受到設(shè)備本身以及其他變頻器的影響。

（二）信號傳導(dǎo)發(fā)射干擾因素

變頻器應(yīng)用的運(yùn)行電壓呈現(xiàn)脈沖狀態(tài)，整個(gè)設(shè)備運(yùn)行時(shí)需要從電網(wǎng)處吸取相關(guān)電流，這導(dǎo)致電流也是處于脈沖狀態(tài)的，整個(gè)電流中擁有大量的高頻干擾作用，能夠形成特殊的射擊頻率，對相關(guān)設(shè)備的運(yùn)行產(chǎn)生嚴(yán)重的干擾，而實(shí)際設(shè)備運(yùn)行時(shí)的干擾狀態(tài)與變頻器的安放距離聯(lián)系較少。

（三）射頻干擾輻射應(yīng)用影響

變頻器還有兩個(gè)非常重要的設(shè)施，主要有輸入電纜和輸出電纜兩種，這兩種電纜也會產(chǎn)生不同程度的輻射干擾，一旦發(fā)生干擾時(shí)，整個(gè)變壓器的輸入電纜處就會有一些特定的電流進(jìn)行干擾。電纜在變壓器運(yùn)行中承擔(dān)的角色與天線類似，因此就一定會產(chǎn)生不同程度的電磁波輻射力度，進(jìn)而影響整個(gè)設(shè)備的正常運(yùn)行，干擾設(shè)備的穩(wěn)定應(yīng)用。輸出電纜本身需要傳輸PWM電壓，這種電壓本身具有高強(qiáng)度的頻率應(yīng)用，產(chǎn)生較強(qiáng)的電磁波輻射效果，對設(shè)備運(yùn)行產(chǎn)生一些特定的干擾。電壓器在運(yùn)行過程中涉及到了一些電磁學(xué)領(lǐng)域的相關(guān)原理，而要想形成系統(tǒng)的電磁波干擾一定要具備以下三個(gè)主要條件:主要有實(shí)際干擾源、相關(guān)干擾途徑、敏感影響度。為了降低電磁波的干擾情況，一般來說會采用硬件與軟件兩種方式進(jìn)行合理干擾。硬件的干擾措施是整個(gè)干擾系統(tǒng)中的基本應(yīng)用措施，為了降低干擾效果，主要會從抵抗和放任兩個(gè)方面采取相關(guān)的措施。保證應(yīng)用過程中起到充分的抑制作用，消除不同程度的干擾源，降低干擾對系統(tǒng)的正常應(yīng)用性，這樣能夠大大降低整個(gè)信號的應(yīng)用敏感效果。一般來說可以應(yīng)用特殊隔離、過濾電磁波、屏蔽不良影響、變相接地等多種方法。

二、變頻調(diào)速系統(tǒng)中變頻器的干擾抑制策略

（一）積極使用濾波器

變頻器運(yùn)行過程中使用濾波器能夠特異性限定特定頻率的電流信號通過，而由諧波電流產(chǎn)生的干擾信號則無法通過該設(shè)備并將其反射至干擾源，消除干擾的目的。當(dāng)前使用的濾波器包括有源及無源兩種，有源濾波器的工作原理為彌補(bǔ)非線性負(fù)載，而無源濾波器則是改變電源阻抗，以將特殊頻率的電源予以規(guī)范處理，其適用范圍集中于穩(wěn)定性高的電氣設(shè)備或者是電氣系統(tǒng)。由于無源濾波器無論是結(jié)構(gòu)還是成本、可靠性均優(yōu)于有源濾波器，故在當(dāng)前十分常用，也是解決變頻器干擾的首選，其中尤以LC濾波器常用。

（二）減少回路阻抗

非線性負(fù)載的使用為諧波電流產(chǎn)生的最根本性原因，但由于變頻器中整流橋?yàn)椴豢苫蛉钡牟考沟梅蔷€性負(fù)載不可避免，故將產(chǎn)生輔諧波的負(fù)載供電線路和對諧波具有高敏感性的供電線路相互分開成為減少回路阻抗的重要手段。此外，非線性負(fù)載產(chǎn)生的電壓畸變同樣不容忽視，特別是當(dāng)畸變電壓波形與電路中其他的負(fù)載設(shè)備處于同一條供電線路時(shí)諧波電流帶來的影響將會進(jìn)一步提高，針對此種情況加大電纜線的橫截面積即可以降低回路阻抗，同樣可以解決變電器干擾問題。

（三）接地

變頻器接地正確與否同樣會產(chǎn)生干擾問題，既往此問題并未引起足夠的重視，但隨著變頻器應(yīng)用頻率的增加，接地問題越發(fā)引起關(guān)注。對于變頻器而言接地可以分為安全接地以及電磁干擾接地兩種，二者并不一致，所以不宜將其混淆。安全接地為變頻器的外殼體與大地相互連接，漏電時(shí)借款已通過地線傳導(dǎo)至大地，消除潛在安全隱患，而電磁干擾接地則是將變頻器產(chǎn)生的干擾信號經(jīng)由接地線路傳輸至大地，消除由此所致的干擾問題。但是需要注意的是，電磁干擾接地在不同接點(diǎn)需要使用扁平導(dǎo)線，原因在于該導(dǎo)線的高頻低阻特性十分理想。

（四）徹底屏蔽相關(guān)干擾源

要想從根本上抑制一些不當(dāng)?shù)母蓴_效果，工作人員可以采用屏蔽干擾的措施。一般來說，整個(gè)變頻器本身都會有專屬的鐵殼，這樣能夠起到初步的屏蔽效果，能夠避免過多的電磁泄露問題、實(shí)際變頻器運(yùn)行過程中最好采用特定的鋼管進(jìn)行合理屏蔽措施，控制所輸出的一些外部信號，還需要保證控制信號的長度，一般都會將其控制在20m內(nèi)方可進(jìn)行合理施工。此外還需要采用雙屏蔽法，將主線路與分控制線路進(jìn)行適當(dāng)?shù)姆蛛x。此外，應(yīng)用電子敏感設(shè)備時(shí)也需要應(yīng)用屏蔽雙絞線的措施，可以適當(dāng)?shù)目刂茐毫ο嚓P(guān)信號。相關(guān)信號線應(yīng)用時(shí)不要與主電線路一起放置，這樣會降低屏蔽的效果。保證屏蔽層接地的效果是做好屏蔽措施的重要基礎(chǔ)。

結(jié)語

總之，采用變頻器驅(qū)動的電動機(jī)系統(tǒng)，由于其具有調(diào)節(jié)便捷、網(wǎng)絡(luò)化、節(jié)能效果顯著、維護(hù)系統(tǒng)比較簡單等多種優(yōu)點(diǎn)而被廣泛采用。但由于變頻器較為特殊的工作方式，所帶來的干擾問題值得相關(guān)研究人員進(jìn)一步研討，不容忽視。