試論變頻器電氣干擾原因及預防措施

陳錦忠

摘要：本文簡述了變頻器的含義及作用，對變頻器電氣干擾的原因進行了詳細分析，重點探討了變頻器電氣干擾的預防措施，以供參考。

關(guān)鍵詞：變頻器；電氣干擾；原因；預防措施

由于變頻器的系統(tǒng)性比較強，因此在運行過程中很可能會受到各種因素的影響而降低它的運行效果，甚至會引發(fā)變頻器誤動作問題，導致控制設(shè)備停止運作，增加了工業(yè)生產(chǎn)的損失。因此，對于變頻器的研發(fā)以及使用人員而言，應該增強對這些干擾問題的重視，對干擾原因進行明確，并采取相關(guān)措施對其進行有效預防，進而提升變頻器的運行效率，確保工業(yè)生產(chǎn)可以順利進行。

一、變頻器的簡述

變頻器是一種改變電機供電頻率的設(shè)備。變頻的實質(zhì)就是一種可變頻率電源，其屬于電力電子技術(shù)與變頻技術(shù)綜合應用的產(chǎn)物。變頻器的主要構(gòu)成有微處理器、驅(qū)動、逆變、濾波、整流單元組成。為了有效對變頻器的正常工作進行保護，在其內(nèi)部集成有過載、過流、過壓保護單元。隨著工業(yè)的不斷發(fā)展，對變頻器的使用也越來越多。變頻器在實際的使用過程中，主要是用作交流電機的驅(qū)動，可以有效提高電機的調(diào)速范圍，有效降低電機在工作中的能耗。

二、變頻器電氣干擾的原因

變頻器在運行過程中，會受到一些因素的干擾而降低自身的運行效果，具體來說，主要包括下述幾個方面：

（一）電磁噪聲干擾

對于變頻器的斬波來說，主要是利用高波頻率輸出。所以在進行實際運行時，變頻器就好比一個干擾源，會產(chǎn)生一些電磁噪聲，根據(jù)傳輸途徑不同，可以將這些電磁噪聲分成以下幾種：①輻射式傳播，也就是利用和變頻器相連接的線路進行傳播。在變頻器當中，很多元器件都會受到這種傳輸方式的影響，比如傳感器以及測量儀表等等；②感應式干擾。這種干擾主要是由于靜電感應、電磁感應引發(fā)的，在這兩種感應的影響下，變頻器的一些外部設(shè)備會產(chǎn)生噪聲干擾，進而降低變頻器的運行效果；③電源傳播式干擾。如果變頻器和它的外圍設(shè)備對同一個電源進行共同運用，那么變頻器運行過程中所產(chǎn)生的噪聲就會利用電源線傳給其外圍設(shè)備，導致外圍設(shè)備極可能發(fā)生誤動作。

（二）高次諧波干擾

對于變頻器來說，其整流電路在運行過程中會產(chǎn)生非線性諧波，也就是高次諧波。高次諧波會對變頻器產(chǎn)生一定的輻射干擾，并且和電網(wǎng)系統(tǒng)相連接的負載部分會在高次諧波的影響下，降低電源側(cè)功率的因數(shù)，進而對變頻器以及負載等造成嚴重影響。另外，整流電路不僅會產(chǎn)生輻射干擾，同時也會引發(fā)傳導干擾問題，在傳導干擾的影響下，異步電動機會產(chǎn)生電磁噪聲，并且會增大異步電機的鐵損和銅損，大幅度降低了異步電機的功率因數(shù)及其運行效率，同時也會增加其在運行過程中的震動程度，增加了機身的溫度。所以，為了對電源側(cè)負載以及變頻器等的可靠性進行有效保障，應該采取相關(guān)措施對這種干擾進行有效抑制。

（三）外部電氣干擾

外部電氣干擾也是變頻器比較常見的干擾因素之一。多數(shù)情況下，需要將電磁接觸器以及繼電器等設(shè)備安裝到變頻器附近。這些設(shè)備在運行過程中，會產(chǎn)生一定的電磁噪聲干擾，進而影響變頻器的運行效果。在這些電磁干擾的影響下，不僅無法對變頻器的可靠性進行有效保障，同時也極可能導致變頻器發(fā)生一些誤動作。

三、變頻器電氣干擾的預防措施

變頻器是工業(yè)領(lǐng)域中一種比較常見的機器設(shè)備，然而要想全面發(fā)揮其對工業(yè)生產(chǎn)的重要作用，就必須采取相關(guān)措施對變頻器電氣干擾問題進行有效預防，具體來說，可以從下述幾個方面入手：

（一）電磁噪聲干擾的措施

對于輻射式傳播來說，可以在變頻器的輸出端對線性濾波器進行安裝，或者是在電源的輸入側(cè)對噪聲濾波器進行安裝，利用兩種濾波器對電磁噪聲干擾進行有效預防；對于感應式干擾來說，外圍設(shè)備可以對同軸電纜進行有效使用，或者是通過雙絞屏蔽線對設(shè)備信號線進行替代，進而對感應式干擾進行有效抑制及屏蔽；對于電源傳播式干擾來說，可以通過降低載波頻率對電磁噪聲干擾進行有效抑制。

（二）高次諧波干擾的措施

為了對高次諧波干擾進行有效抑制，可以從下述幾方面入手：①可以在電源輸入側(cè)對電流濾波器進行安裝，通過濾波器對高次諧波電流進行有效降低；②可以在電流輸出端對電流濾波器進行安裝，對變頻器運行過程中的高次諧波進行有效降低，進而對異步電機的電磁噪聲問題進行有效避免；③如果電源容量大于500kVA，并且容量高于變頻器10倍以上，那么就會引發(fā)電源阻抗減少、電源諧波增加等問題，導致變頻器的電容以及整流二極管等發(fā)生損壞，所以在實際工作過程中，需要將濾波器和適配電感器進行結(jié)合運用。

（三）外部電氣干擾的措施

為了對外部設(shè)備的電磁干擾問題進行有效解決，可以從兩方面入手：①可以將屏蔽設(shè)備安裝到外圍設(shè)備當中；②可以將屏蔽裝置安裝到變頻器當中。

外圍設(shè)備是電磁噪聲干擾的主要來源，所以可以在干擾源頭對屏蔽裝置進行有效安裝，進而降低電磁噪聲干擾。比如，直流繼電器是變頻器一種常見的外圍設(shè)備之一，它的輸入端連接著變頻器輸出端，為了對繼電器的電磁噪聲進行有效防止，可以將電涌吸收管安裝到繼電器輸入端和變頻器輸出端當中，利用電涌吸收管對電磁噪聲進行有效吸收，進而降低繼電器對變頻器的干擾性，確保變頻器可以順利運行。

除了可以將抑制器以及屏蔽裝置等安裝到外圍設(shè)備當中，也可以將抑制器安裝到變頻器自身當中。比如，在變頻器當中對濾波器進行有效安裝，會對外圍設(shè)備的噪聲干擾信號進行抑制、消除，進而對電磁噪聲干擾進行有效預防。

四、結(jié)束語

綜上所述，隨著時代的不斷發(fā)展，工業(yè)中對變頻器的使用越來越多。其在工作的過程中，很容易受到外部的干擾，無法讓變頻器正常發(fā)揮出作用，同時也會對外部的設(shè)備產(chǎn)生很大的干擾。為了有效解決這個問題，應該首先掌握對變頻器正常工作產(chǎn)生影響的干擾源在哪里，并采取一些有效的預防措施，避免干擾進入到變頻器內(nèi)部，同時也保證變頻器的正常工作，不會影響到其它設(shè)備。當前變頻器技術(shù)飛速發(fā)展，我們也應該積極選取抗干擾性更好的變頻設(shè)備。

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