变频器电磁干扰的解决方案

第３期　有色金属加工　

射是指变频器输出端的高次谐波还会产生辐射作用，　

对邻近的无线电及电子设备产生干扰；感应耦合是指　

在传导的过程中，与变频器输出线平行敷设的导线又　

会产生电磁耦合，形成感应干扰。　

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气设备产生谐波　

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　

源电路干扰变频器工作。变频器对系统内其他的电　

气设备来说也是一个电磁干扰源。　

在变频器使用过程中，主要从传导、辐射和耦合　

三个方面解决电磁干扰问题。总的原则是抑制和切　断干扰源、切断干扰对系统的耦合通道和降低对于扰　

信号的敏感性。解决传导干扰主要是在电路中把传　

导的高频电流滤掉或者隔离解决；解决辐射干扰就是　

对辐射源和被干扰线路进行屏蔽；解决耦合干扰就是　

合理布置干扰源和被干扰线路的距离、走向，避免耦　

合产生。具体措施在工程上可通常采用隔离、滤波、　

屏蔽、接地，合理布线等方法来解决变频器的干扰　问题。　

２解决变频器电磁干扰问题的具体措施　

解决变频器电磁干扰的方案如图２所示：　选用变频器专用电缆　

匪　ｉ鲁　

一……一　

图２解决变频器电磁干扰的方案　Ｆｉｇ．２　Ｔｈｅ　ｐｒｏｊｅｃｔ　ｆｏｒ　ｓｏｌｖｉｎｇ　ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ　ｄｉｓｔｕｒｂａｎｃｅ　ｏｆ　ｉｎｖｅｒｔｅｒ　

图２是一个解决变频器干扰的典型方案。如图２　

所示，变频器的抗干扰措施主要包括在变频器进线部　

分加装交流电抗器和滤波器，进线和出线采用屏蔽电　

缆，所有电缆的屏蔽层与电抗器、滤波器、变频器和电　

机的保护地共同接地，且该接地点与其他接地点分　

开，保持足够的距离。同时，信号电缆和变频器的动　

力电缆不要平行布置。　

２．１隔离措施　隔离措施是指从电路上把干扰源和易受干扰的　

部分隔离开来，使它们不发生电的联系。在变频调速　

传动系统中，通常是在供电电源和控制电路之间的电　

变频器抗干扰解决方案

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，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：

3科技资讯

科技资讯SIN&TNOLOGYINFORMTION2008NO.28SCIENCE&TECHNOLOGYINFORMATION动力与电气工程变频器调速技术是集自动控制、微电子、电力电子、通信等技术于一体的高科技技术。采用变频器驱动的电动机系统因其节能效果明显、调节方便、维护简单、网络化等优点而被越来越多的应用。由于其采用软启动,减少了设备和电机的机械冲击,延长其使用寿命。但是,由于变频器特殊的工作方式带来的干扰越来越不容忽视。1主要电磁干扰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,主要分电磁辐射、传导、感应耦合。下面分别加以分析。1.1电磁辐射变频器如果不是处在一个全封闭的金属外壳内,它就可以通过空间向外辐射电磁波。其辐射场强取决于干扰源的电流强度、装置的等效辐射阻抗以及干扰源的发射频率。变频器的整流桥对电网来说是非线性负载,它所产生的谐波对接入同一电网的其它电子、电气设备产生谐波干扰。变频器的逆变桥大多采用PWM技术,当根据给定频率和幅值指令产生预期的和重复的开关模式时,其输出的电压和电流的功率谱是离散的,并且带有与开关频率相应的高次谐波群。高载波频率和场控开关器件的高速切换(dv/dt可达1kV/μs以上)所引起的辐射干扰问题相当突出。1.2传导电磁干扰除了通过与其相连的导线向外部发射,也可以通过阻抗耦合或接地回路耦合将干扰带入其它电路。与辐射干扰相比,其传播的路程可以很远。比较典型的传播途径是:接自工业低压网络的变频器所产生的干扰信号将沿着配电变压器进入中压网络,并沿着其它的配电变压器最终又进入民用低压配电网络,使接自民用配电母线的电气设备成为远程受害者。1.3感应耦合感应耦合是介于辐射与传导之间的第三条传播途径。当干扰源的频率较低时,干扰的电磁波辐射能力相当有限,而该干扰源又不直接与其它导体连接,但此时的电磁干扰能量可以通过变频器的输入、输出导线与其相邻的其他导线或导体产生感应耦合,在邻近导线或导体内感应出干扰电流或电压。感应耦合可以由导体间的电容耦合的形式出现,也可以由电感耦合的形式或电容、电感混合的形式出现,这与干扰源的频率以及与相邻导体的距离等因素有关。2消除电磁干扰的方法2.1增加交流/直流电抗器采用交流/直流电抗器后,进线电流的THDv大约降低30%～50%,是不加电抗器谐波电流的一半左右。即采用隔离的方式把干扰源和易受干扰的部分隔离开来,使它们不发生电的联系。在变频调速传动系统中,通常是在电源和放大器电路之间的电源线上采用隔离变压器以免传导干扰,电源隔离变压器可应用噪声隔离变压器。2.2多相脉冲整流在条件具备,或者要求产生的谐波限制在比较小的情况下,可以采用多相整流的方法。12相脉冲整流THDv大约为10%～15%,18相脉冲整流的THDv约为3%～8%,满足EN61000-3-12和IEEE519-1992严格标准的要求。缺点是需要专用变压器和整流器,不利于设备改造,价格较高。2.3采用无源滤波器滤波采用无源滤波器后,满载时进线中的THDv可降至5%～10%,满足EN61000-3-12和IEEE519-1992的要求,技术成熟,价格适中。适用于所有负载下的THDv<30%的情况。缺点是轻载时功率因数会降低。2.4屏蔽通常变频器本身用铁壳屏蔽,不让其电磁干扰泄漏。输出线最好用钢管屏蔽,特别是以外部信号控制变频器时,要求信号线尽可能短(一般为20m以内),且信号线采用双芯屏蔽,并与主电路及控制回路完全分离,不能放于同一配管或线槽内,周围电子敏感设备线路也要求屏蔽。为使屏蔽有效,屏蔽罩必须可靠接地。变频器产生的电磁干扰及消除方法杨志(武汉市人防工程公司武汉430064)摘　要:本文主要介绍变频器应用系统中干扰产生的来源及其传播途径,提出了抗干扰的实际解决方法,阐述了在变频器应用系统设计和安装中抑制干扰的具体措施。关键词:变频器电磁干扰消除中图分类号:TN77文献标识码:A文章编号:1672-3791(2008)10(a)-0113-012.5输出电抗器该电抗器必须安装在距离变频器最近的地方,尽量缩短与变频器的引线距离。如果使用铠装电缆作为变频器与电动机的连线时,要使电缆的铠在变频器和电动机端可靠接地,而且接地的铠不能扭成绳或辨,不能用其它导线延长,变频器侧要接在变频器的地线端子上,再将变频器接地。2.6接地变频器的接地方式有多点接地、一点接地及经母线接地等几种形式,要根据具体情况采用,要注意不要因为接地不良而对设备产生干扰。3结语总之,随着新技术和新理论不断在变频器上的应用,变频器应用存在的这些问题有望通过变频器本身的功能和补偿来解决。参考文献[1]韩安荣.通用变频器及其应用[M].机械工业出版社,2004:79～105.[2]杨克俊.电磁兼容性原理与设计[M].人民邮电出版社,2005:45～76.[3]王树.变频调速系统设计与应用[M].机械工业出版社,2005,6:152～179.11CECEECHA

变频器产生的干扰及解决方案

变频器是一种用于调节电动机转速和电压的设备，它通过改变电动机的供电频率来实现调速。然而，变频器在工作过程中会产生一些干扰，这些干扰可能对其他电子设备和电网产生负面影响。因此，需要采取一些解决方案来减少这些干扰。

1.电磁干扰：变频器在调节电动机的供电频率时会产生较高的电磁噪声，这些噪声会通过电源线、信号线和控制线传播到其他设备中，对电子设备的正常工作产生干扰。

2.谐波污染：变频器工作时会产生较高频率的谐波信号，这些谐波信号会通过电网传播，并污染电力系统。谐波信号会导致电网电压失真、电流波形畸变，进而影响其他设备的运行。

3.继电器的抖动：变频器在工作过程中控制电机的起停，会通过继电器来实现。由于变频器工作频率较高，继电器容易出现抖动现象，导致电机频繁启动和停止，对其他设备产生干扰。

为了解决变频器产生的干扰问题，可以采取以下几种解决方案：

1.滤波器的使用：安装滤波器可以有效地减少变频器产生的电磁干扰。滤波器可以对电磁噪声和谐波信号进行滤波处理，降低其对其他设备的干扰。

2.接地和屏蔽措施：通过合理的接地和屏蔽措施可以有效减少电磁干扰的传播。变频器、电动机和其他设备的外壳应该进行良好的接地，同时使用屏蔽线缆来阻止电磁噪声的传播。 3.调整变频器的工作频率：调整变频器的工作频率可以减少变频器产生的谐波信号。选择合适的工作频率，使变频器工作在较低的谐波频率范围内，减少对电力系统的谐波污染。

4.选择优质的变频器产品：选择经过认证的优质变频器产品可以有效减少干扰。优质的变频器产品在设计和制造过程中会考虑到干扰问题，并采取相应的措施进行抑制。

5.合理布置设备：合理布置变频器和其他设备，保持一定的距离，降低干扰的传播。变频器和其他设备之间应保持足够的间隔，避免信号相互干扰。

综上所述，变频器产生的干扰对其他设备和电网的影响是不可忽视的。为了解决这些干扰问题，需要采取一系列的措施，包括使用滤波器、接地和屏蔽措施、调整工作频率、选择优质产品以及合理布置设备等。只有采取这些解决方案，才能有效减少变频器产生的干扰，保证设备的正常工作。