变频器电磁干扰的解决方案.doc

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1、变频器电磁干扰的解决方案更多解决方案：E讯网　　首先来讲述下来自外部电网的干扰。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如各种整流设备、交直流互换设备、电子电压调整设备，非线性负载及照明设备等。　　变频器的逆变器大多采用PWM技术，当工作于开关模式且作高速切换时，发生大量耦合性噪声。因此变频器对系统内其它电子、电气设备来说是一电磁干扰源。变频器的输入和输出电流中，都含有很多高次谐波成分。　　除了能构成电源无功损耗的较低次谐波外，还有许多频率很高的谐波成分。将以各种方式把自己的能量传达

2、进来，形成对变频器本身和其它设备的干扰信号。　　输入电流的波形变频器的输入侧是二极管整流和电容滤波电路。显然只有电源的线电压UL大于电容器两端的直流电压UD时，整流桥中才有充电电流。因此，充电电流总是呈现在电源电压的振幅值附近，呈不连续的冲击波形式。具有很强的高次谐波成分。有关资料标明，输入电流中的5次谐波和7次谐波的谐波分量是最大的分别是50HZ基波的80%和70%。　　输出电压与电流的波形绝大多数变频器的逆变桥都采用SPWM调制方式，其输出电压为占空比按正弦规律分布的系列矩形式形波;由于电动机定子绕组的电感性质

3、，定子的电流十分接近于正弦波。但其中与载波频率相等的谐波分量仍是较大的　　另外这些负荷都使电网中的电压、电流发生波形畸变，从而对电网中其它设备发生危害的干扰。变频器的供电电源受到来自被污染的交流电网干扰后若不加处理，电网噪声就会通过电网电源电路干扰变频器。供电电源的干扰对变频器主要有过压、欠压、瞬时掉电浪涌、跌落尖峰电压脉冲，射频干扰。　　晶闸管换流设备对变频器的干扰当供电网络内有容量较大的晶闸管换流设备时，由于晶闸管总是每相半周期内的局部时间内导通，容易使网络电压呈现凹口，波形严重失真。使变频器输入侧的整流电路有

4、可能因出现较大的反向回复电压而受到损害，从而导致输入回路击穿而烧毁。　　电力弥补电容对变频器的干扰电力部门对用电单位的功率因数有一定的要求，为此，许多用户都在变电所采用集中电容补偿的方法来提高功率因数。弥补电容投入或切出的暂态过程中，网络电压有可能呈现很高的峰值，其结果是可能使变频器的整流二极管因承受过高的反向电压而击穿。　　其次是变频器自身对外部的干扰。变频器的整流桥对电网来说是非线性负载，所产生的谐波对同一电网的其它电子、电气设备发生谐波干扰。　　变频器包括整流电路和逆变电路，输入的交流电经过整流电路和平波回路

5、，转换成直流电压，再通过逆变器把直流电压变换成不同宽度的脉冲电压(称为脉宽调制电压，PWM)。用这个PWM电压驱动电机，就可以起到调整电机力矩和速度的目的。　　这种工作原理导致以下三种电磁干扰：　　1、谐波干扰　　整流电路会产生谐波电流，这种谐波电流在供电系统的阻抗上产生电压降，导致电压波型发生畸变，这种畸变的电压对于许多电子设备形成干扰(因为大部分电子设备仅能工作在正弦波电压条件下)，常见的电压畸变是正弦波的顶部变平。谐波电流一定时，电压畸变在弱电源的情况下更加严重，这种干扰的特征是会对使用同一个电网的设备形成干

6、扰，而与设备与变频器之间的距离无关;　　2、射频传导发射干扰　　由于负载电压为脉冲状，因此变频器从电网吸取电流也是脉冲状，这种脉冲电流中包含了大量的高频成分，形成射频干扰，这种干扰的特征是会对使用同一个电网的设备形成干扰，而与设备与变频器之间的距离无关;　　3、射频辐射干扰　　射频辐射干扰来自变频器的输入电缆和输出电缆。在上述的射频传导发射干扰的情形中，变频器的输入输出电缆上有射频干扰电流时，由于电缆相当于天线，必然会产生电磁波辐射，产生辐射干扰。变频器输出电缆上传输的PWM电压，同样包含丰富的高频的成分，会产生电

7、磁波辐射，形成辐射干扰。辐射干扰的特征是，当其他电子设备靠近变频器时，干扰现象变得严重。根据电磁学的基本原理，形成电磁干扰必须具备三要素：电磁干扰源、电磁干扰途径、对电磁干扰敏感的系统。为防止干扰，可采用硬件抗干扰和软件抗干扰。其中，硬件抗干扰是最基本和最重要的抗干扰措施，一般从抗和放两方面入手来抑制干扰，其总体原则是抑制和消除干扰源、切断干扰对系统的耦合通道、降低系统干扰信号的敏感性。具体措施在工程上可采用隔离、滤波、屏蔽、接地等方法。　　以下内容是解决现场干扰的主要步骤：　　1、采用软件抗干扰措施　　具体来讲就

8、是通过变频器的人机界面下调变频器的载波频率，把该值调低到一个适当的范围。如果这个方法不能奏效，那么只能采取下面的硬件抗干扰措施。　　2、进行正确的接地　　通过现场的具体调研我们可以看到，现场的接地情况是不甚理想的。而正确的接地既可以是系统有效地抑制外来干扰，又能降低设备本身对外界的干扰，是解决变频器干扰最有效的措施。具体来讲就是做到以下几点：　　(1)变频器