變頻器干擾信號是如何產(chǎn)生？傳播方式有哪些？

變頻器干擾信號是如何產(chǎn)生？變頻器主要由整流電路，逆變電路，控制電路組成，其中整流電路和逆變電路由電力電子器件組成，電力電子器件具有非線性特性，當(dāng)變頻器運(yùn)行時(shí)，它要進(jìn)行快速開關(guān)動(dòng)作，因而產(chǎn)生高次諧波，這樣變頻器輸出波形除基波外還含有大量高次諧波。無論是哪一種干擾類型，高次諧波是變頻器產(chǎn)生干擾的主要原因。


傳播方式有哪些？變頻器能產(chǎn)生功率較大的諧波，由于功率較大，對系統(tǒng)其它設(shè)備干擾性較強(qiáng)，其干擾傳導(dǎo)途徑與一般電磁干擾傳導(dǎo)途徑是一致的，主要分傳導(dǎo)（即電路耦合）、輻射（電磁輻射、感應(yīng)耦合）。

具體為：首先對周圍的電子、電氣設(shè)備產(chǎn)生電磁輻射；其次對直接驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生電磁噪聲，使得電機(jī)鐵耗和銅耗增加；并傳導(dǎo)干擾到電源，通過配電網(wǎng)絡(luò)傳導(dǎo)給系統(tǒng)其它設(shè)備；最后變頻器對相鄰的其它線路產(chǎn)生感應(yīng)耦合，感應(yīng)出干擾電壓或電流。同樣，系統(tǒng)內(nèi)的干擾信號通過相同的途徑干擾變頻器的正常工作。
1 電路耦合方式即通過電源網(wǎng)絡(luò)傳播。由于輸人電流為非正弦波，當(dāng)變頻器的容量較大時(shí)，將使網(wǎng)絡(luò)電壓產(chǎn)生畸變，影響其他設(shè)備工工作，同時(shí)輸出端產(chǎn)生的傳導(dǎo)干擾使直接驅(qū)動(dòng)的電機(jī)銅損、鐵損大幅增加，影響了電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)特性。顯然，這是變頻輸入電流干擾信號的主要傳播方式。
2 感應(yīng)耦合方式當(dāng)變頻器的輸人電路或輸出電路與其他設(shè)備的電路挨得很近時(shí)，變頻器的高次諧波信號將通過感應(yīng)的方式耦合到其他設(shè)備中去。感應(yīng)的方式又有三種：
（1 ）電磁感應(yīng)方式，這是電流干擾信號的主要方式；

（2）靜電感應(yīng)方式，這是電壓干擾信號的主要方式；
（3） 空中幅射方式即以電磁波方式向空中幅射，這是頻率很高的諧波分量的主要傳播方式；

抗傳導(dǎo)干擾措施
對于通過輻射方式傳播的干擾信號，主要通過布線以及對放射源和對被干擾的線路進(jìn)行屏蔽的方式來削弱。
對于通過線路傳播的干擾信號，主要通過在變頻器輸入輸出側(cè)加裝濾波器，電抗器或磁環(huán)等方式來處理。
具體方法及注意事項(xiàng)如下：
（1）信號線與動(dòng)力線要垂直交叉或分槽布線。
（2）不要采用不同金屬的導(dǎo)線相互連接。
（3）屏蔽管（層）應(yīng)可靠接地，并保證整個(gè)長度上連續(xù)可靠接地。
（4）信號電路中要使用雙絞線屏蔽電纜。
（5）屏蔽層接地點(diǎn)盡量遠(yuǎn)離變頻器，并與變頻器接地點(diǎn)分開。
（6）磁環(huán)可以在變頻器輸入電源線和輸出線上使用，具體方法為：輸入線一起朝同一方向繞4圈，而輸出線朝同一方向繞3圈即可。繞線時(shí)需注意，盡量將磁環(huán)靠近變頻器。
（7）一般對被干擾設(shè)備儀器，均可采取屏蔽及其它抗干擾措施

變頻器干擾源分析及抗干擾措施
1 變頻器本身的干擾
電機(jī)經(jīng)常停不下來，按任何按鈕(包括變頻器上按鈕)都不管用，經(jīng)查配電柜里接地地線沒有連接到大地。我們國家供電系統(tǒng)一般都是三相四線制，若工廠電力變壓器中性點(diǎn)直接接地(即電源接地形式為TN或TT)，可以把配電柜里地線連接到中性線上。一些鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)不重視地線連接，機(jī)床出廠時(shí)，按照GB/T5226.1-1996標(biāo)準(zhǔn),地線與中性線是嚴(yán)格分開的，配電柜里中性線有專用接線端子“N”，地線有專用接地螺釘。由于該用戶從變壓器過來三根相線和一根中性線，只把中性線接到“N”端子上，而地線沒有和中性線相連，雖說控制線使用了屏蔽線，屏蔽層也接到了接地螺釘，但沒有和大地相連, 起不到屏蔽作用，導(dǎo)致了變頻器因干擾失控電機(jī)停不下來。把配電柜里中性線和地線連接后即恢復(fù)正常，也可以把配電柜里地線直接接到大地。許多用戶都是采取把地線與中性線相連的辦法，但是采用這種辦法存在弊端，就是假如中性線斷開, 啟動(dòng)機(jī)床某一動(dòng)作, 可能使機(jī)床帶電, 對人身造成安全危脅。這種干擾屬于變頻器本身干擾類型。

2 外界設(shè)備對變頻器的干擾
電機(jī)偶爾停不下來，經(jīng)檢查屏蔽層接地正確良好，降低載波頻率不起作用。變頻器輸入側(cè)及輸出側(cè)加磁環(huán)濾波器不起作用，后來發(fā)現(xiàn)，機(jī)床配電柜相鄰房間是動(dòng)力配電室，變頻器離配電室配電柜大約有1.5m，全廠有3臺30kW電爐和兩臺45kW機(jī)床用電機(jī)，配電室配電柜有大電流流過，在電流周圍有較強(qiáng)磁場，干擾了變頻器正常工作，把機(jī)床配電柜遠(yuǎn)離配電室后即恢復(fù)正常，這屬于外界設(shè)備對變頻器干擾。

3 變頻器對外界設(shè)備的干擾
起動(dòng)變頻器后，機(jī)床報(bào)警，經(jīng)查找，電機(jī)線和監(jiān)視電機(jī)的接近開關(guān)線穿在一根管里，接近開關(guān)接在PC機(jī)的輸入端，當(dāng)起動(dòng)變頻器后，高次諧波干擾了接近開關(guān)信號，使PC機(jī)誤動(dòng)作，產(chǎn)生機(jī)床報(bào)警，把穿在同一根管里的接近開關(guān)線或電機(jī)線任何一種改為屏蔽線后即恢復(fù)正常，這屬于變頻器對外界弱電設(shè)備干擾。

4 高次諧波對電源的干擾
同一個(gè)車間有幾臺設(shè)備，有變頻調(diào)速的，有直流調(diào)速的，當(dāng)起動(dòng)變頻調(diào)速后，相鄰直流調(diào)速設(shè)備速度不穩(wěn)，時(shí)快時(shí)慢，這是由于輸入側(cè)高次諧波引起的，在輸入側(cè)加電抗器后即恢復(fù)正常，這是屬于高次諧波對電源的影響。