浅谈变频器的干扰问题与解决方法

中 图分 类 号 ：Ｏ １４ １ Ｔ １．５
文 献 标识 码 ： Ｂ
文 章 编 号 ：０ ５ ３ ０ ２ １ ）２ ６ ２ １０ —８ ７ （０ ０ ０ —２ —０
蒸 汽煅 烧炉 是纯碱 生产 的专用设 备 。 由于 该设
备是 倾斜 的传 动设备 ， 炉体旋 转 时要 产生 下滑 力 ， 该
替换 ， 需采取仪表外 的现场抗干 扰措施 。 则
２ 故 障 原 因分 析
３ 现 场 解 决 措 施
影 响仪表 检测 电路 的主要 干扰 源是 现场 强 电磁
场 和供 电电源 的波 动 ， 者 对 仪表 的影 响 较 小且 较 后 容 易克服 ， 般 只 需选 择 好 的 电源 变 压 器 （ 重 屏 一 三 蔽） 并将仪 表直 流部 分 的滤波及 稳 压 电路 处理好 （ 例
也 运行 良好 。
关键 词 ： 频 器 ； 变 测量 仪表 ； 扰 ； 决 措 施 干 解
中 图 分 类 号 ： Ｐ ２ ６． Ｔ ０ ３
文 献 标 识 码 ： Ｂ
文 章 编 号 ： ０ ５—８ ７ ２ １ ０ —２ —０ １０ ３ ０（ ０ Ｏ） ２ ５ ２
随着变频 器技 术 的 日趋 成 熟 ， 其 是 在节 能 降 尤 耗、 远程 控制 、 低维 护 率 等 方 面 的 优势 愈 来 愈 突 出 ，
调 节模 式将被 大 量采用 的同时也 给传 统 的测量仪 表 检 测带来 了新 的问题 ： 多离 变 频 器 较 近 的测 量 仪 许 表 因受 到变 频 器 运 行 所 带 来 的 干 扰 而 出现 异 常 状 态 ， 的仪表 出现 较大 的测 量误 差 ， 有一 些仪表 甚 有 还
至不 能正 常工 作 ， 但 影响 了化工 生产 的操 作 ， 大 不 也

声 ， 低通讯 质量 或数 据 丢失 。 减
２ ２ 谐波 电压 及 电流 国 家标 准 ．
为一系列矩形波组成的脉宽调制的接近于三相正弦 波 形 的交 流 电 ， 出 电压和 电流 波形 中均 含 有 高 次 输
谐波， 每一 个变 频 器作为 谐 波 电力源 ， 向电源母 线 注
根据 国 家 标 准 《 电能 质 量 公 共 电 网谐 波 ） ／ ） ＧＢ Ｔ１５ ９ ９ ， 公共 电 网谐 波 电压 和谐 波 电流 限 值 ４４ － ３对
缘 老化 容 易击 穿 。
２ １ ３ 谐波 对 电缆 的危 害 ： ．． 同样 的 电气 原 理 ， 使 会
常运行 ， 还会导致供电设备发热损坏 ， 严重干扰电源
及周 围 的 电气 和 电子设 备 的运行 。 同时 ， 频 器 的 电 变
磁干扰 会 对控 制设 备尤 其 是现 场总 线设 放为 基础 的 低碳经 济 低 低
模 式不 断 推 广 ， 能源 技 术 创 新为 核 心 的变 革 正 大 以 步走 入我 们 的生产 生 活 当中 。出于 节 约能源 和 自动
化控制 的 目的变频 调速 技 术在 石化 、 电力 、 其他 领 及 域被 大 规模 应 用 ， 仅 数 量 多 、 不 功率 大 ， 被 密 集 使 并
表５
谐 电 次 波 流 数 谐 电 （） 波 流Ａ
比 结 较 果
８５４２９７１３Ｏ Ｏ９ ３１ ６７ ８９ ６７ １．７３．７６．９８．２６．９４．１２．７２．２ １５ １０ ７ ５ １ ０ ６ ４ ０ ５ ４ Ｏ ３ ５ ３ ０
２ １ 年第 １ 期 ００ ０
内蒙 古石 油化 工
ｌ３ １
浅 谈在现 场总线控制下变频 器的干扰预防和治理

最 大 的 电磁 污 染 源 。变 频 器 直一 交 逆 变 器 的非 线 性 等效 负 荷 使
路 中， 输入 电流的波形 为不规则 的矩形波， 波形按傅立叶级数分
解 为 基 波 和各 次 谐 波 ， 中 的高 次 谐 波将 干 扰 输 入供 电系统 。 其 在
得 变频器在许多系统集成上程中不仅污染ｊ 厂供电系统 ，还直 二 接对 自动化＿ Ｔ程项 目干扰 ． 引起测控 系统失准失灵 ， 严重破坏大 系统 的稳定性 ， 甚至变频 器 自身受 到干扰 引发” 自举 ” 式的调速
时， 经三相桥路不可控整流成直流 电压信 号 ， 波电容滤波及 经滤 大功率晶体管开关元件逆变为频率 可变的交流信号：在整流回
电晕处理装置 常见故 障处理
谢亿居
摘要 介 绍 电晕 处理 装 置 主要 结 构 和 Ｘ作 原 理 ， － 以及 常 见 故 障 的处 理 方 法 电晕 处理 装 置 故障 处 理
团 ｉ 管 与 修 ２８ １ 殳 理 维 ０ №２ 备 ０
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缝
蝰 堡
与输 出侧串接功率相 当的电抗器 ， 或安装谐 波滤波器 ， 滤波器的
组成必须是 Ｌ Ｃ型 ， 吸收谐波和增大 电源或负载 的阻抗 ， 到抑 达
析， 变频器的高次谐波 电流通过输 出回路电缆向外辐射 ， 传递到 信号电缆 ， 引起干扰。
未再发生。
（） １生产过程中装置多次 自停 ， 空气流量开关 故障灯亮 ？ 检查 空气流量开关感应方向和插入深度正常 ，调整开关 灵
敏度 ， 障 依 旧 ， 时短 接 开 关 ， 障 消 除 由于 风 门 全开 ， 故 临 故 风机
确认 电极间隙和接地碳刷均正常 ，检查电极 、电极绝缘嗣 板、 高压线 、 高压接线端 ， 发现 电极 ２ 绝缘 围板有黑色堆积物质 ，

２１ ０ ０年
《 田师范专科学校学报 》（ 和 汉文综合版 ）
Ｊ！ ０ ０第 ２ ｕ． １ ２ ９卷第 四期
总第 ６ ６期
变频器使用中的 干扰问 题及解决方法 电机铁耗和铜耗增加；并传导干扰到电源，通过配电网络传导给系
龚江
（ 新疆新昆轮胎有限责任公司 新疆乌鲁木齐 ８０１） ３０３
极管因承受过高的反 相电压而击穿 。 １２ 变频器 自身对外部的干扰 。变频器 的整流桥对 电 嘲米 说是 ． 非线性 负载 ，它产 生的谐波对 同一电 网的其 它电子 、电气设备产 生 谐波干 扰。另外变频器 的逆变器大多采 用 ＰＭ技 术，当工作于 开关 Ｗ 模式且作高速切换时，产生大量耦合性噪声。因此变频器对系统内 其它 的电子、 电气 设备来说是 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 ，还有许多频 率很高的谐 波成分 。它们 将 以各种 方式把 自己 的能量传播 出去，形成对变 频器 本身和其它 设备的干扰信 号。 １２ １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 Ｕ大于电容器两 端的直流 电压 Ｕ 。 时，整流桥中才有充电电流。因此，充电电流总是出现在 电源电压 ‘ 的振幅值 附近 ，呈不连 续的冲击波形 式 。它 具有很强 的高次谐波成 分 。有 关资料 表明，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 ５Ｈ基波 的 ８％ ７％ ０ ０和 ０ 。 １２２输出电压与电流的波形。绝大多数变频器的逆变桥都采 ．． 用 ＳＷ 调 整方 式 ， ＰＭ 其输 出电压 为占空比按正弦波 。 但其 中与载波频 率相等 的谐波 分量仍是较大 的。

变 频器 是一 种 结合 了变频 技 术 和微 电子 技术 的 电力控 制 设 备 ， 情况 出现 。 ３ ． ２在 线路 中设 置滤 波器 可 以通过 改 变 电机 的工作 电源 频率 来控 制交 流 电动 机 。变频 器 可 以 对 电机输 出的 电压和 频率 进行 调整 ，根 据 实 际的情 况对 电机 进 行必 在电网系统 中设置滤波器可以抑制信号从变频器通过 电线传导 这样 可 以避免 电磁 噪声 和电动 机耗 能增 加 的情况 。 在 要 的控 制 ， 达 到节 能 和调速 的 目的。在 变频 器工 作 的时 候 ， 还 能 起到 影 响到 电动 机 ， 很好 的保 护效 果 ，对 电流 和 电压 出现过 载 的情 况可 以很 好 的进 行保 变 频器 电流 输 出 的位 置 设置 滤波 器 ， 可 以减少 电 源的 干扰 ， 如 果在 线 护 。在工 业生 产 中 ， 变频 器 的使用 越来 越广泛 。在变 频器 进行工 作 的 路 中存在比较敏感的设备也可以进行很好的保护 。在进行滤波器 的 可以根据滤波器所处的位置进行不同种滤波器的选择。 在变 时候 ， 是 经 常会 受 到 干扰 的 ， 为 了保 证 变频 器 的正 常工 作 ， 一 定 要 找 选择时， 到解 决 的对策 。 频 器 电流输 入位 置进 行 滤波 器 的安装 可 以选 择线 路滤 波 器 和辐射 滤 波器。 线路滤波器主要由电感线圈构成。 它通过增大线路在高频下的 １变频器 干扰 的来 源 变频器 的干扰主要来 自于电网的干扰， 电网在运行的时候 ， 供电 阻抗来削弱频率较高的谐波电流。辐射滤波器主要 由高频电容器构 电源会产生谐波干扰 ， 这种干扰对变频器的影响是非常大的。电网在 成。它将吸收掉频率很高的、 具有辐射能量的谐波成分。在变频器电 运行的时候 ， 谐波源主要来 自于整流设备 、 交直流互换设备 、 电压调 流输 出位 置进 行 滤波 器 的安装 ，可 以选 择 由 电感线 圈 构成 的线 路 滤 整设备 以及照明设备 ， 这些设备在工作的时候会产生大量 的谐波 ， 谐 波器 ， 它可以有效地削弱输出电流中的高次谐波成分 。 不但可以起到 波 的 出现会 导 致 电网 中 的电压 负荷 不断 增 大 ，电流 出现 波形 畸变 的 抗干扰的作用，还能削弱电动机中由高次谐波谐波电流引起的附加 情况， 对 电 网中其 他设 备 的影响 是非 常大 的 。 在变 频器 的供 电 电源 在 转矩 。 被 污染 以后 如果 不及 时进行 处理 ， 就会 导致 变频 器受 到干扰 。 供 电 电 ３ ． ３屏 蔽干扰 源 源对变频器的感染主要体现以下几个方面。 屏蔽干扰源是抑制干扰的最有效 的方法。通常变频器本身用铁 １ ． １晶闸管换 流设 备对 变频 器 的干扰 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 有些 供 电网线 中是存 在着 大容 量 的 晶管 闸换 流设备 的 ，这些 晶 部信号控制变频器时，要求信号线尽可能短 ，且信号线采用双芯屏 管闸在使用的时候 ， 要在半个周期内进行导通 ， 这 时非常容易导致 网 蔽 ，并与主电路线及控制线完全分离 ，决不能放于同一配管或线槽 线中电压出现凹口， 这样就会使得波形出现严重失真的情况。在变频 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 器 中流人 的 电流 会 出现 电压 反 向的情 况 ，对变 频器 的影 响是非 常大 可靠 接 地 。 的， 可能会 导致 变频 器 的 回路 出现烧 毁 的情况 。 ３ ． ４ 进行 正确 的接地 １ ． ２ 电力补偿 电容对 变频器 的 干扰 正确的接地既可以使系统有效地抑制外来干扰 ，又能降低设备 供电企业在进行 电力供应的时候 ，对用电单位 的功率因数是有 本身对外界的干扰 。在实际应用系统中， 由于系统电源零线 、 地线不 定 的要求的 ， 为了达到提高功率因数的目的， 变电站采取了集 中对 分 、控制系统屏蔽地的混乱连接，大大降低 了系统的稳定性和可靠 电容 进行 补偿 的方 式来 进行 。在进行 电容 补偿 的时候 ， 供 电 网线 中的 性 。对于变频器主回路端子的正确接地是提高变频器抑制噪声能力 电压会达到很高 的峰值 ，这样可能会导致变频器因为承受过高的电 和减 小变 频器 干扰 的重要 手段 ， 因此 在 实 际应用 中一定 要非 常 重视 ， 压出现击穿 的情况。在变频器在工作 的时候 ，自身也会产生谐波干 变频器的接地与其它动力设备接地点分开， 不能共地 。 扰， 对 电网 中的其他 电子 设备 也是 会产 生干 扰 的。变频器 在输 入 和输 ３ ． ５采用 电抗 器 出电流 的时候 都会 产生 高次 谐波 成分 。在进行 电流 的输 入 和输 出时 ， 在变 频器 的输 人 电流 中频 率较 低 的谐 波分 量所 占的 比重是 很 高 电流 的波形 是会 出现很 大 的变化 的 ， 这 样就 会导 致大 量谐波 的产 生 。 的， 它们除了可能干扰其他设备的正常运行之外， 还 因为它们消耗了 ２干扰 信号 的传播 方式 大量的无功功率， 使线路的功率因数大为下降。 在输入电路内串人电 变频器在使用的过程中不但会受到谐波的干扰 ，同时也会产生 抗器是抑制较低谐波电流 的有效方法。 根据接线位置的不同， 主要有 大量的谐波对电网中的其他电子设备进行干扰 ，而且变频器产生 的 以下 两种 ： 电抗器 ， 串联在 电源 与 变频 器 的输入 侧 之 间 。其 主要 功 能 谐波都是非常大量的， 对其他设备的干扰将是非常严重的。在进行干 有 ： 通过抑制谐波 电流， 将功率因数提高至 消０ 弱输入 电路中的浪涌 扰的时候 ， 干扰的途径是非常重要的， 谐波干扰的途径和电磁干扰 的 电流对变频器的冲击 ； 削弱电源电压不平衡的影响。直流电抗器 ， 串 途径是一致的，主要通过电路耦合 、电磁辐射和感应耦合来进行影 联在整流桥和滤波电容器之间。 它的功能比较单一 ， 就是削弱输入 电 响 。在进 行干 扰 的时候 ，谐 波 干扰 先对 周 围 的电子设 备 产生 电磁 辐 流中的高次谐波成分。 但在提高功率因数方面比交流电抗器有效， 并 射， 接着 会 出现 电 动机 产 生 电磁 噪声 ， 导致 电机 的耗 能 方 面增 加 ， 并 具有结构简单 、 体积小等优点。 且对 电源进 行 干扰 ， 然后将 干扰 传给 电 网中 的其他设 备 。 变 频器 对相 ３ ． ６合 理布 线 邻的线路会产生感应耦合 ， 对电压或者是电流进行干扰。电路耦合主 对于通过感应方式传播的干扰信号 ，可以通过合理布线的方式 要通过电网进行传播 ， 在变频器进行工作时， 输入的电流过大就会导 来削弱 。具体方法有 ：设备的电源线和信号线应量远离变频器的输 致 电压 出现 畸变 的情 况 ， 这时 就会 影 响到 其他设 备 的工 作 ， 输 出电 流 入 、 输 出线 ； 其 他设 备 的电 源线 和 信 号线 应 避 免 和变 频 器 的输 入 、 输 的时 候会 直接影 响 电机 的耗 能增 大 ， 进而 影 响电机 的运 转情 况 。电路 出线平 行 。 耦合是干扰传播的主要方式。感应耦合是变频器在输入或者是输出 ４结束语 电流的时候对很近的设备带来的干扰 ， 在进行感应耦合的传播时 ， 要 通过对变频器应用过程中干扰 的来源和传播途径的分析 ，提出 分为 电流干扰的传播主要表现形式是 电磁感应方式 ，还有一种是电 了解决这些问题的实际对策 ，随着新技术和新理论不断在变频器上 压干扰的传播主要的表现形式是静 电感应方式。 的应用 ， 重视变频器的干扰 问题 ， 已成为变频调速传动系统设计 、 应 ３变 频调 速系 统 的抗干 扰对 策 用 必 须面对 的 问题 ， 也 是变 频器 应用 和推 广 的关 键 之一 。变频器 存 在 为 了达 到 防止 干扰 的 目的 ， 可 以通过 多种 方式 来 进行 ， 主 要分 为 的这 些 问题可 以通 过 变频 器本 身 的功 能 和补偿 来解 决 。在 现在 的工 两个 大类 ： 一 种 是硬 件抗 干扰 ； 一种 是软 件抗 干扰 。在抗 干扰 措施 中 ， 业生产中， 变频器的使用越来越多 ， 对出现的问题及 时解决 ， 是保证 硬件 抗干 扰措 施是 最基 本 的方式 。 为 了防止 干扰 出现 ， 可 以从 抗 和防 变��科技创新与应用 源自 ２ ０ １ ３ 年 第 ２ ８ 期

以外 部 信 号控 制变 频 器 时 ， 求 信 号 线尽 可 能 短 （ 般 为 ２ 以 要 一 Ｏ ｍ 内） 且 信 号 线采 用双 芯 屏蔽 ， 与 主 电路 及控 制 回路 完全 分 离 ， ， 并 不

能 放 于 同一 配 电管或 线 槽 内 ， 围 电子 敏 感设 备线 路 也 要求 屏 蔽 。 周
干 扰 原 因 及 其 解 决 方法 进 行 了研 究 。
关键 词 ： 频 器 ； 扰 ； 决 方 法 变 干 解
在 用 的矿 用变 频 器均 采用 正弦 波脉 宽 调 制 ，所 ＿ 器 什 是 大 功 统 其 他设 备 。 （ ） ｒ ｝ ｊ ３ 变频 器 对相 邻 的 其他 线路 产 生 感应 耦 合 ， 感应 出
Ｙｙｇ 。！里 ｉｏ 坚 奎 鬟 ｎ ｎ ｇ Ｊ ｉ ａ
变频 器在 井下使用 的干扰 问题 及其解 决 方法
王 惠 东
（ 南 矿 、 集 团 公 司潘 一矿 ， 徽 淮 南 ２ ２ ８ ） 淮 【 安 ３ ０ ２
摘
要 ： 据 变 频 器 在 煤 矿 使 用 过 程 中对 电 网 的 干 扰 较 大 ， 至 干 扰 煤 矿 井 下安 全 生 产 监 测 监 控 系 统 等 问 题 ， 变 频 器 的 干 扰 种 类 、 径 、 根 甚 对 途
变 频 器的 金属 外 壳带 有 缝 隙或 孑 洞 时 就会 辐射 出来 。对 变 频 器 来 Ｌ 说 ， 爆 外 壳是 ～ 个 屏 蔽 壳 ， 由 于 隔爆 面 有 几 十 丝 的 间隙 ， 察 防 但 观 窗是钢 化玻 璃 ， 们 能 隔火 ， 它 但隔 不 了磁辐 射 信号 。
１１２ 传 导 ．． 可控 硅 或 可控 硅 组成 不可 控 或 半控 或全 控 的整 流 电 路 。 由于 电路