整流變頻系統干擾類型及解決辦法

張寶柱

摘 要：整流變頻系統在運行過程中，變頻器整流電路中勢必會出現諧波，加之如果變頻器內部芯片電壓電流相對較小，在高速工作下整流變頻系統極易出現各種干擾問題，進而極大地影響系統運行質量。在這一背景下，本文將從闡明當前整流變頻系統中的干擾類型入手，著重圍繞整流變頻系統防干擾解決辦法進行簡要分析研究。

關鍵詞：整流電路;變頻系統;防干擾

通過對整流變頻系統的防干擾解決方法進行探究，可以有效掌握在整流變頻系統當中容易出現的具體干擾問題及干擾出現的原因，幫助人們加深對整流變頻系統干擾的理解與認知。還可以有效提高整流變頻系統抗干擾性，對其長久、安全、穩定運行具有積極的指導作用。

1 整流變頻系統的干擾類型

1.1 噪聲干擾

整流變頻系統實際運行受變頻器調制頻率變化的影響，諧波頻率會或高或低。變頻器調制頻率過低，人耳將會聽到由高次諧波頻率產生的電磁噪聲。反之變頻器調制頻率超過規定頻率值，人耳基本聽不見電磁噪聲，但客觀存在的高頻信號對電子設備及整體系統正常運行造成一定干擾[1]。系統運行過程中，如果變頻器產生諧波，功率較大時整流變頻系統將出現明顯干擾源，受系統驅動的電動機在運行中極易出現巨大電磁噪聲，大大增加鐵損與銅損。

1.2 電磁干擾

干擾波形直接影響整流變頻系統運行中產生的干擾信號帶寬，其表達式如下：

公式中干擾信號帶寬B，脈沖上升時間τ。當脈沖上升時間逐漸減少，頻帶寬度將會逐漸增加，脈沖下的面積與上升與下降沿斜率則分別直接決定低頻和高頻分量。由于不同整流變頻系統運行原理之間存在一定差異，且系統中使用的變頻器并不完全相同，因此導致頻譜函數之間存在一定差異。但矩形射頻脈沖函數仍然是對整流變頻系統造成干擾的主要原因。如果在接入變頻器的配電網中同時接入包括變壓器、發電機等其它用電設備，由變頻器產生的諧波電流將據具體阻抗被分流至并聯于電網系統中的負載與電源中，此時會對整流變頻系統相連接的各電子設備產生干擾影響，嚴重時可能引發整個系統出現運行故障。

1.3 輻射干擾

在部分整流變頻系統當中，如果變頻器本身未在全封閉金屬外殼中，變頻器實際運行中極有可能通過空間向外輻射大量電磁波，而對整個電網而言，變頻器整流橋屬于非線性負載，由此產生諧波會對接入至相同電網中的各種電子與電氣設備造成諧波干擾。尤其是如果變頻器金屬外殼本身存在開裂、孔洞等問題，當孔洞大小基本等同于電磁波波長，干擾輻射源將會向四周進行輻射，此時如果有其它金屬物體存在該輻射場內，還會造成二次輻射情況的發生，對變頻器正常運行造成干擾影響。

2 整流變頻系統的防干擾解決方式

2.1 防噪聲干擾

針對整流變頻系統的噪聲干擾，工作人員充分結合整流變頻系統運行特點，根據相關標準要求徹底分開控制電路信號線、動力線，在控制電路信號線當中選用屏蔽線。將變頻器PE端或公共端與屏蔽線屏蔽層相互連接，充分發揮屏蔽線效用，盡量避免整流變頻系統受噪聲干擾[2]。如果控制電路信號線長度相對較長，工作人員可以將信號線從磁環中徹底穿過后，將其纏繞在磁環上約2到3圈，隨后再與變頻器設備進行相互連接。

2.2 防電磁干擾

解決整流變頻系統電磁干擾及感應耦合干擾，首先徹底分開動力線與控制線的接地，在地線上規范連接動力裝置接地端子，并在該裝置盤金屬外殼中連接控制裝置接地端子，如果信號線與存在干擾源的電流導線距離較近，干擾會被誘導至信號線中，此時干擾對象即轉變為信號線上的信號。布線分離方式可有效消除整流變頻系統電磁干擾。條件允許，選用加裝與負載與電源并聯的有源補償器的變頻器代替傳統整流變頻系統中的變頻裝置，利用該新型變頻器在運行過程中自生成反向濾波電流，最大程度消除電源與負載中正向諧波電流。分別使用鐵殼與鋼管屏蔽，對變頻器與輸出線有效屏蔽，分開敷設輸出線與其它信號線，進一步增強整流變頻系統抗電磁干擾與噪聲干擾性能。

2.3 防輻射干擾

模擬輸入信號通常屬于弱電信號，普遍缺乏較高抗干擾性，在控制回路端子配線過程中，需要嚴格按照規范要求合理選用屏蔽電纜，且需要將屏蔽層一端接地。主回路與控制回路端子連線，均需要保障各自完全獨立，而電源線與其它動力線相互獨立，由此大大降低整流變頻系統受到干擾的可能性。為進一步增強系統的防輻射干擾性能，需要依次將交流電抗器串接在變頻器輸入輸出側，在內部裝入接地線的全封閉金屬柜子及管道中裝入變頻器與動力線[3]。沒有濾波器的情況，可使用具有同樣電感量的磁環，分別穿過變頻器的輸入輸出線后，按照相同方向纏繞3到4圈即可。同時需要將變頻器專用輸出電纜，從全封閉接地金屬管中徹底穿過，使輸出電纜可同控制信號線相互分隔，依次抑制系統中變頻器干擾。

3 結論

綜上所述，整流變頻系統因受到諸多因素影響，經常出現噪聲、電磁、輻射干擾等問題。相關工作人員需要切實結合整流變頻系統實際情況，嚴格遵循國家相關標準要求，根據具體干擾類型及干擾原因，合理選用防干擾解決方法，有效提高整流變頻系統整體抗干擾性。

參考文獻：

[1]楊璟虔.變頻器的選用及故障干擾處理研究[J].現代制造技術與裝備，2017（10）：160-161.

[2]何萍，侯啟悅，孫铦.某8MW測試臺變頻調速系統抗干擾措施設計[J].礦業研究與開發，2016，36（09）：76-81.

[3]田苗，朱宇.變頻調速系統中變頻器的干擾及抑制[J].物聯網技術，2016，6（08）：87-90.