【关于解决变频器干扰问题的对策建议】变频器升速过电压对策

时间：2019-05-21 03:21:50　来源：柠檬阅读网本文已影响人

　　［摘要］：变频器由于其具有良好的节能效果，已得到广泛应用。因此在设计、安装及施工运行中减少或避免其干扰，是保证变频器稳定运行的首要条件，同时又是保证设备安全、稳定运行的重要因素。本文介绍了变频器干扰的种类，并具体提出了解决干扰的对策。
　　［关键词］：变频器干扰问题对策建议
　　
　　一、变频器的干扰
　　变频器的干扰一般分为外部和内部干扰两个部分,主要有过压、欠压、瞬时掉电；浪涌、跌落；尖峰电压脉冲；射频干扰。
　　二、变频器抗干扰技术
　　（一）外部干扰的抑制对策
　　变频器的外部干扰是指变频器以外的干扰源对变频器本身及其接线或变频调速系统的干扰，包括以下几种：外部的高电压、电源通过绝缘体漏电而造成的干扰；外部大功率设备在空间产生很强的磁场，通过互感耦合造成的干扰；空间电磁波造成的干扰；工作环境温度不稳定，引起变频器本身及其接线或变频器调速系统内部元器件参数改变造成的干扰；由同一电网供电的其他设备和由电网电压通过电源变压器所产生的干扰。
　　变频器外部干扰抑制的有效措施就是加大干扰源之间的电气距离。因为电磁干扰与电气距离的平方成正比，即电气距离增加一倍，电磁干扰则降低4倍，因此，周密考虑设备布线，可大幅度降低电磁干扰的传播。通常对变频器的空中传播噪声、电磁感应噪声一般可采取以下措施：
　　1、将容易受电磁干扰的设备远离变频器，变频器与外围设备共地将产生电磁干扰，应将变频器单独接地，以减少相互间的噪声干扰。
　　2、变频器的动力电缆应使用屏蔽双绞线对（STP）电缆，并应选合适的电缆截面，最好使用耐热电缆，耐受+60℃或更高的温度，电缆的导线截面积应根据额定的电流选定，进线电源电缆宜比电动机电缆选大一档。不同的模拟信号线应独立走线，有各自的屏蔽层，以减少线间的耦合。模拟信号线和数字信号线分别屏蔽和走线。也不要使不同的模拟信号用同一个公共返回线。不要将直流电压（如24VDC）和交流电压（如115/230VAC）信号线共用同一个电缆槽；控制电缆最小面积为0.5mm2多芯屏蔽电缆，适合端子的最大截面积不应超过2.5 mm2，否则应加大电缆截面。
　　3、变频器和电动机屏蔽电缆必须可靠接地，使其高频噪声等电位。屏蔽电缆的屏蔽层的一端在电动机侧接地，另一端在公用控制电缆的端部处接地。应使动力电缆和控制电缆尽可能远离，并避免各类信号线和动力线平行布线及成束布线。将信号线和动力线采用屏蔽电缆或分别穿入金属套管能有效抑制噪声。
　　4、将变频器安装在金属底板中心位置上，金属底板应平整、无凹凸现象，金属底板周边应预留一定接线空间，并将金属底板屏蔽接地。
　　5、在变频器输入、输出端及控制信号线上设置RFI滤波器和LC型噪声滤波器，可以有效地抑制电线的辐射噪声、减少动力电缆之间的噪声及动力电缆和接地公共噪声、减少调幅无线电噪声。LC型噪声滤波器应接在变频器输入端。但在中性点不接地电网系统中不能使用RFI滤波器和LC型噪声滤波器，否则会引起短路故障损坏设备及滤波器。在与变频器控制端子直接连接的接触器、继电器线圈两端并接浪涌吸收电路，可以抑制电磁噪声。
　　（二）内部干扰的抑制措施
　　变频器的内部干扰是指变频器内部各元器件之间的相互干扰，包括以下几种：工作电源通过线路的分布电容和绝缘电阻产生漏电流造成的干扰，与工作频率有关；信号通过接地线、电源和传输导线的阻抗相互耦合，或导线之间的互感造成的干扰；变频器内部某些元件发热，影响元件本身或其他元件的稳定性造成的干扰；大功率和高电压部件产生的磁场、电场通过耦合影响其他部件造成的干扰。通常对变频器的内部干扰一般采取以下措施：
　　1、电磁噪声的抑制：变器本身是一个电磁噪声源，这种电磁噪声从变频器辐射出去，会干扰外围设备。按电磁噪声传输方式的不同可分为3类：
　　1.1电磁辐射噪声。电磁辐射噪声即从变频器各回路辐射出去的电磁噪声，包括由变频器直接辐射的噪声、由电源线辐射的噪声和由电动机连接线辐射的噪声。变频器与电动机之间的电缆穿钢管敷设或用铠装屏蔽电缆，可有效地避免控制信号线受到辐射噪声干扰。
　　1.2感应噪声。感应噪声即靠近变频器的外围设备信号线因电磁感应和静电感应而产生的电磁噪声。如果控制信号线与动力电缆平行布线或成束布线，电磁感应噪声和静电感应噪声就会在控制信号线中传播，引起外围设备误动作，对此采取的抑制措施同上。
　　1.3电源传播的噪声。外围设备与变频器使用同一电源时，变频器产生的电磁噪声就会通过电源线传播到外围设备，引起设备误动作，可采取的抑制措施有：适当降低载波频率，可降低变频器传入电源的载波率在0.2~11KHZ的噪声幅值的10%~20%，当变频器的布线使外围设备布线构成闭合回路时，能过变频器接地线流入外围设备的漏电流会引起外围设备的误动作，此时，宜拆除外围设备的接地线。
　　2、泄漏电流的抑制：由于在变频器和电动机回路中存在分布寄生电容，会有高频漏电流流向大地，通常称为泄漏电流，布线越长越显著。泄漏电流的大小取决于分布寄生电容的大小和载波频率的高低，这种泄漏电流包括对地漏电流和线间漏电流。对地漏电流即变频器输出动力线的分布寄生电容与地通过接地线流入变频器和外围设备的泄漏电流，降低载波频率可降低泄漏电流。
　　3、谐波的抑制：谐波的传播途径是传导和辐射，抑制传导干扰主要是在电路中把传导的高频电流滤掉或都隔离；抑制辐射干扰可以辐射源或被干扰的线路进行屏蔽。因此，可采取以下抑制措施：
　　3.1当变频器输入侧谐波较大时，应在变频器电源输入侧安装时线电抗器，进线电抗器可降低变频器产生的谐波，同时也增加了电源阻抗，并帮助吸收附近设备工作时产生的浪涌电压和主电源的电压尖峰。进线电抗器串接在电源和变频器输入端之间。如果对主电源电网的情况不了解，又有干扰发生时，最好加进线电抗器。
　　3.2在变频器的中间直流回路中安装直流电抗器，可降低变频器输入侧谐波电流。
　　3.3在变频器输出动力线上安装输出电抗器，可降低变频器输出中的谐波分量造成的噪声。
　　3.4将变频器的供电电源与其它设备的供电电源隔离，或在其它用电设备的输入侧安装隔离变压器，切断高频谐波电流传播通路。
　　3.5变频器使用粗而短的接地线接地，邻近的其它设备的接地线也使用地线，并与变频器分开，这样能有效抑制谐波对邻近设备的辐射干扰。
　　4、高频谐波抑制
　　4.1输入电抗器：采用输入电抗器抑制谐波干扰的作用原理是其增加了电源阻抗，降低了由变频器产生的谐波分量，并能吸收浪涌电压和主电源的电压尖峰。因此，输入电抗器既能阻止来自电网的干扰，又能减少整流器产生的谐波电流对电网的污染。通常商用输入电抗器的额定值是以基于基波电流的谐波电流百分比给出的。
　　4.2输出电抗器：采用输出电抗器的主要目的和作用是补偿长线路分布对电容的影响，并抑制变频器输出的谐波分量，起到降低变频器的噪声的作用。输出电抗器装于靠近变频器的输出端出端与电动机之间，以补偿电动机及其电缆相对地间的分布寄生电空，从而可以延长电动机电缆的接线长度。
　　4.3使用du/dt滤波器：通过使用du/dt滤波器或共模输出滤波器不仅可以避免对电动机绝缘层造成的电压冲击，还可以减小轴承电流，延轴承使用寿命。共模输出滤波器通常是由变频器出厂时安装在输出母排上的环形磁芯构成。为了避免损坏电动机轴承，也可以选用带绝缘轴承（装在非传动端）的电动机以及输出电抗器。另外，电缆的选择和安装也必须符合要求。
　　三、结语
　　变频器由于其具有良好的节能效果，已得到广泛应用。因此在设计、安装及施工运行中减少或避免其干扰，是保证变频器稳定运行的首要条件，同时又是保证设备安全、稳定运行的重要因素。

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