變頻器干擾源分析和處理對(duì)策

變頻器干擾是指在變頻器運(yùn)行過程中，由于其內(nèi)部高頻開關(guān)動(dòng)作等因素，可能對(duì)周邊電子設(shè)備產(chǎn)生的電磁干擾。以下是對(duì)變頻器干擾源的分析以及相應(yīng)的處理對(duì)策：

一、干擾源分析

1. 電磁干擾

● 主要來源于變頻器內(nèi)部的高頻開關(guān)動(dòng)作，通過電源線、信號(hào)線或空間輻射傳播。

● 可能干擾附近的電子設(shè)備，如傳感器、儀表等，導(dǎo)致設(shè)備異常。

2. 傳導(dǎo)干擾

● 包括共模干擾和差模干擾，由變頻器輸出端的電壓、電流波形畸變導(dǎo)致。

● 通過電源線等導(dǎo)體傳播，對(duì)電網(wǎng)中其他設(shè)備造成干擾。

3. 輻射干擾

● 源于變頻器內(nèi)部的電路元件和布線，可能干擾無線通信設(shè)備，如對(duì)講機(jī)等，影響通信質(zhì)量。

● 主要由變頻器的輸入電纜和輸出電纜引起，當(dāng)電纜上存在射頻干擾電流時(shí)，電纜會(huì)像天線一樣輻射電磁波，形成輻射干擾。

4. 諧波干擾

● 變頻器中的整流電路會(huì)產(chǎn)生諧波電流，這種電流在供電系統(tǒng)阻抗上產(chǎn)生電壓降，導(dǎo)致電壓波形畸變。

● 畸變的電壓對(duì)許多僅能工作在正弦波電壓條件下的電子設(shè)備形成干擾，常見的是正弦波頂部變平的現(xiàn)象。

● 這種干擾的特點(diǎn)是不受設(shè)備與變頻器距離的影響，會(huì)對(duì)同一電網(wǎng)中的所有設(shè)備造成影響。

二、處理對(duì)策

1. 濾波

● 在變頻器輸入和輸出端安裝濾波器是減少干擾的有效手段。

● 輸入濾波器能阻擋高頻諧波電流進(jìn)入電網(wǎng)，防止對(duì)電網(wǎng)中其他設(shè)備造成傳導(dǎo)干擾。

● 輸出濾波器則能抑制變頻器輸出的高頻諧波，降低電磁輻射干擾。

2. 屏蔽

● 對(duì)變頻器和相關(guān)電纜進(jìn)行屏蔽也是降低干擾的重要措施。

● 使用金屬屏蔽罩封裝變頻器，能阻擋電磁輻射向外傳播。

● 對(duì)于連接變頻器的電纜，使用屏蔽電纜并確保屏蔽層良好接地，可有效降低電磁輻射干擾的傳播范圍。

3. 接地

● 良好的接地能為干擾電流提供低阻抗的泄放路徑，減少干擾對(duì)設(shè)備的影響。

● 應(yīng)確保變頻器、電機(jī)和相關(guān)設(shè)備都有良好的接地，接地電阻應(yīng)符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求。

● 變頻器主回路端子E必須單獨(dú)接地，且遠(yuǎn)離弱電設(shè)備接地點(diǎn)。接地導(dǎo)線截面積不小于4mm2，長(zhǎng)度控制在20m以內(nèi)。

4. 使用電抗器

● 在變頻器的輸入側(cè)串聯(lián)電抗器，可限制諧波電流流入電網(wǎng)。

● 在輸出側(cè)安裝電抗器，能改善電流波形，減少諧波含量，降低電磁輻射干擾。

5. 優(yōu)化變頻器參數(shù)

● 合理調(diào)整變頻器的載波頻率是減少電磁輻射干擾的有效方法。但需注意，降低載波頻率可能會(huì)影響電機(jī)的運(yùn)行性能，因此需根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行權(quán)衡和調(diào)整。

● 還可以調(diào)整加減速時(shí)間等參數(shù)，優(yōu)化變頻器的運(yùn)行特性。

6. 采用合適的控制方式

● 選擇合適的控制算法，如矢量控制、直接轉(zhuǎn)矩控制等，能使變頻器更精確地控制電機(jī)的運(yùn)行，減少電流波動(dòng)和轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)，從而降低干擾的產(chǎn)生。

7. 合理布線

● 設(shè)備的電源線和信號(hào)線應(yīng)盡量遠(yuǎn)離變頻器的輸入輸出線。

● 其他設(shè)備的電源線和信號(hào)線應(yīng)避免和變頻器的輸入輸出線平行布置。

8. 干擾隔離

● 從電路上把干擾源和易受干擾的部分隔離開來，使他們不發(fā)生電的聯(lián)系。

● 在電源和控制器及變送器等放大器電路之間在電源線上采用隔離變壓器以免傳導(dǎo)干擾。

綜上所述，處理變頻器干擾問題需要從多個(gè)方面入手，包括濾波、屏蔽、接地、使用電抗器、優(yōu)化變頻器參數(shù)、采用合適的控制方式以及合理布線和干擾隔離等。這些措施的綜合應(yīng)用可以有效地降低變頻器對(duì)周邊電子設(shè)備的電磁干擾，確保工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

審核編輯 黃宇