变频器应用中的抗干扰问题探析
摘要:本文主要介绍了变频器应用中干扰的来源、传播方式,提出了抗干扰的解决方法,阐述了在变频器系统设计和安装中抑制干扰的技术措施。
关键词:变频器 抗干扰 技术措施
随着变频器在工业控制系统的广泛应用,系统的电磁干扰(EMI)日益严重,相应的抗干扰问题日益突出。变频器控制系统的干扰有时能直接造成系统的硬件损坏,有时会使微处理器的系统程序运行失控,导致控制失灵,从而造成设备和生产事故。因此,如何提高系统的抗干扰能力和可靠性是自动化装置应用的重要内容,也是计算机控制技术应用和推广的关键之一。探讨变频器的抗干扰问题,首先要了解干扰的来源、传播方式,然后再有针对性的提出抗干扰的解决方法及抑制干扰的技术措施。
一、变频器干扰的来源
首先是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。这些负荷都使电网中的电压、电流产生波形畸变,从而对电网中其它设备产生干扰。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:(1)过压、欠压、瞬时掉电(2)浪涌、跌落 (3)尖峰电压脉冲 (4)射频干扰。
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,它所产生的谐波对同一电网的其它电气设备产生谐波干扰。
二、干扰信号的传播方式
变频器能产生功率较大的谐波,由于功率较大,对系统其它设备干扰性较强,其干扰途径与一般电磁干扰途径是一致的,主要分电路耦合、电磁辐射、感应耦合。
(1)电路耦合方式 即通过电源网络传播。由于输入电流为非正弦波,当变频器的容量较大时,将使网络电压产生畸变,影响其他设备工工作,同时输出端产生的传导干扰使直接驱动的电机铜损、铁损大幅增加,影响了电机的运转特性。显然,这是变频器输入电流干扰信号的主要传播方式。
(2)电磁幅射方式 即以电磁波方式向空中幅射,这是频率很高的谐波分量的主要传播方式。
(3)感应耦合方式 当变频器的输入电路或输出电路与其他设备的电路挨得很近时,变频器的高次谐波信号将通过感应的方式耦合到其他设备中去。

