浅谈变频器的电磁干扰

　　0刖目变频器由于具有调速范围宽、节能效果好、可实现设备软启动、控制方式灵活和运行可靠等特点，近年来在各行各业的应用日益广泛，给企业带来了显著的经济效益，但是因为电磁干扰的存在，在实际应用中会出现设备运行不正常的现象。

　　1电磁干扰类型及原因分析11变频器自身干扰1.1.1故障现象采用变频调速方式进行速度控制的设备，工作时经常出现操作任何按钮（包括变频器自身的按钮）电机无法停止的现象，此时变频器处于停机失灵的状态。经查配电柜内（变频器在配电柜内安装）地线与中性线按照GB/T5226.1―1996标准分开设置，中性线有专用的接线端子*N*，地线有专用的接地螺栓。接线时用户只将电源电缆中的中性线接至端子上，而地线未进行接地处理，变频器在使用过程中出现操作失灵。因为用户电源系统为TN形的电力电子元器件n.因此，变频器内部电路分布中同时存在模拟地线、数字地线、噪声地线和金属地线4种工作地线。工作地线的目的是给电源和传输信号提供一个等电位，实际电路中工作地线常常兼作电源和信号的回流线，而工作地线总是具有一定的电阻和分布电感一般电阻很小可以忽略，但高频时由于分布电感的感抗作用，当回流流过工作地线时就会在地线的阻抗上产生电压降，致使地线上各点的电位不同，这就可能产生共阻抗干扰。为了避免干扰的发生，模拟地线、数字地线、噪声地线在变频器内部与金属地线相连，金属地线在设备外部必须进行接地处理，保证变频器内部各种工作地线电势接近零电位，以确保变频器内部各气工程师，从事电气管理及维护工作。！路的正行工12外界设备对变频器的干扰1.2.1故障现象电机偶尔停不下来，经检查控制回路屏蔽层接地良好，变频器输入及输出侧加磁环滤波器不起作用。经分析，变频器距离动力配电室1. 5m，动力配电室偶尔产生的电磁干扰，通过空间辐射致使变频器偶尔失灵。根据现场的实际情况，将变频器远离动力配电室后，故障现象消除。从设备制造上说，应采取满足电磁兼容设计要求的技术措施。

　　1.2.2原因分析在此故障现象中，变频器的电磁干扰源分为两类。

　　**类是高压电力电缆、高压断路器、变压器等电力传输设备，由于工作现场132kW以上的电力负载有5台之多，负载工作时致使电力传输设备工作电流较大，因而产生的磁场较强，电磁波辐射的距离较远。第二类是动力配电柜内大容量的接触器在动作时，其触点间必然电压的作用使空气电离，从而产生弧光放电等现象，另外由于触点静压力变化、抖动、滑动等现象产生的电磁辐射，也是此类电磁干扰产生的原因。

　　13变频器对电源的干扰1.3.1故障现象在同一车间内变频调速设备和直流调速设备同时存在，共用同一电源。变频调速设备启动后，相邻的直流调速设备即出现工作速度不稳定的现象。此类故障是由于变频器在工作时产生的高次谐波，使电源波形发生畸变，从而影响了直流调速设备控制系统的正常运行。在变频器电源输入侧加电抗器后，直流调速设备工作状态即恢复正常。

　　1.3.2原因分析晶闸管等电力电子器件是一种可控开关元件，在可控整流器、逆变器、斩波器等回路中作为强电与弱电之间的接口基础，在变频器内部亦是如此。这些电力电子器件是十分强烈的噪声源；①使电网中的谐波含量加由于晶闸管变流器是非线性负载，工作时将从电网中吸收含有高次谐波的电流，谐波电流流过电源内阻抗时产生高次谐波压降，使电源的端电压波形发生畸变；②在三相可控整流回路中，晶闸管的换相在换相角Y的作用下不能瞬间完成，需要一定的时间，因此使电源电压波形产生明显的缺口，缺口的宽度即为换相角Y. 2解决电磁干扰的方法题可以看出，电磁干扰在电气设备工作现场无处不在。因此在设备使用过程中，对于抗电磁干扰能力较差的敏感设备，如变频器、工业pc机、直流调速系统等必须注意电磁干扰的预防。具体防护措施如下：设备接地必须良好。设备安全接地一般要求设备接地电阻小于4U对于仪器、仪表和计算机等弱电设备一般要求接地电阻小于2.控制回路采用屏蔽控制电缆。控制回路中信号频率低于1MHz时，电缆屏蔽层亦采用一端接地方式；控制回路中信号频率高于1MHz时，常采用两端接地或多点接地。

　　强、弱电分离，动力电缆与控制电缆避免近距离平行布线。

　　变频器、工业PC机和直流调整系统等敏感设备输入、输出侧设抗干扰滤波器或电抗器。包括铁氧体磁环（低通滤波器）、穿芯电容器（高频滤波器）和电抗器可以抑制不需要的频率进行传播，是较好的滤波设备。

　　必要时采用金属外壳将敏感设备进行电磁屏蔽。由于金属材料的高导磁率和感应涡流效应，因而可以起到很好的电磁屏蔽作用。

　　设备间通讯电缆宜采用双绞线。双绞线具有自屏蔽作用（所有绞合线在被感应侧回路中产生的感应电压将相互抵消接近为零），单位长度绞合数越多效果越好。设备之间进行数据通讯时，通讯线亦采用双绞线，可以保证数据信号的正确传输。

　　3结束语随着现代工业技术的不断进步，设备自动化程度的不断提高，变频器等性能优越的控制设备的使用日趋广泛，电磁干扰问题给设备的使用及生产带来了不便，因此有关工程技术人员必须充分了解电磁干扰的发生机理以及预防措施。

　　毛楠，孙瑛。电子电路抗干扰使用技术丨M.北京：国防工业出版社，1996.曲长云，将全兴，吕仁清。电磁发射和敏感度测量王会群，邢学文。晶闸管变流技术。北京：冶金工业出版社，1988.通过以上几个变频器在实际应用中电磁干扰问