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變頻器的抗干擾和抑制
變頻器的抗干擾和抑制
1引言
變頻器調速是集自動控制、微電子、電力電子、通信等技術一體的高科技技術。它以很好的調速，節能性能在各行各業中獲得了廣泛的應用，由于其采用軟起動，可以減少設備和電機的機械沖擊，延長設備和電機的使用壽命隨著科學技術的高速發展，變頻器以其具有節電、節能、可靠、高效的特性應用到了工業控制的各個領域中，如變頻調速在風機、水泵、過程控制、電梯、機床等方面的應用，保證了調節精度，減輕了工人勞動強度，提高了經濟效益，但隨之也帶來了一些干擾問題。例如對電子設備的干擾，對通訊設備的干擾和對無線電等產生的干擾。如果變頻器系統中的干擾問題解決不好，不但系統無法可靠運行，還會影響其它電子、電氣設備的正常工作。
2工況分析
2.1風機系統構成
引風機型號 Y4-2*73 流量 200000M3/h 風壓2550MPa;
電機型號 電機功率200KW,電壓380V電流，頻率50HZ，功率因素 轉速1450r/min;
采用ACS800型變頻器中手動/自動應用宏控制后，一次電壓380V，一次電流72A，二次電壓238V，二次電流125A，頻率31HZ，轉速930r/min。
2.2經過運行出現的故障
(1) DCS繼電器控柜內的其它測溫模塊出現頻繁燒毀;
(2) 原風門執行器給定信號在變頻器工作時出現衰減導致不能工作，變頻器停止時執行器工作正常;
(3) 在工藝不穩定時即低頻區工作0-5HZ內電機出現抖動，溫升快。
2.3干擾源分析及抑制
2.3.1干擾源分析
（1）輻射干擾：、變頻器的整流橋對電網來說是非線性負載，它所產生的諧波對接入同一電網的其它電子、電氣設備產生諧波干擾。變頻器的逆變橋大多采用PWM技術，當根據給定頻率和幅值指令產生預期的和重復的開關模式時，其輸出的電壓和電流的功率譜是離散的，并且帶有與開關頻率相應的高次諧波群。高載波頻率和場控開關器件的高速切換（dv/dt可達1kV/μs以上）所引起的輻射干擾問題相當突出。
（2）傳導干擾:電磁干擾除了通過與其相連的導線向外部發射，也可以通過阻抗耦合或接地回路耦合將干擾帶入其它電路。與輻射干擾相比，其傳播的路程可以很遠。比較典型的傳播途徑是：接自工業低壓網絡的變頻器所產生的干擾信號將沿著配電變壓器進入中壓網絡，并沿著其它的配電變壓器*終又進入民用低壓配電網絡，使接自民用配電母線的電氣設備成為遠程的受害者。
（3）感應干擾:感應耦合是介于輻射與傳導之間的第三條傳播途徑。當干擾源的頻率較低時，干擾的電磁波輻射能力相當有限，而該干擾源又不直接與其它導體連接，但此時的電磁干擾能量可以通過變頻器的輸入、輸出導線與其相鄰的其他導線或導體產生感應耦合，在鄰近導線或導體內感應出干擾電流或電壓。感應耦合可以由導體間的電容耦合的形式出現，也可以由電感耦合的形式或電容、電感混合的形式出現，這與干擾源的頻率以及與相鄰導體的距離等因素有關。
2.3.2對干擾的抑制
2.3.2.1對產生干擾方（變頻器）對策和
（1）輻射干擾……注意控制柜子中的安裝和動力線的金屬配管。
（2）傳導干擾……在輸入側用干擾濾波器，在輸入側使用干擾濾波器（輸入專用）、零相電抗器、接地電容、絕緣變壓器。
（3）感應干擾……把輸入/輸出線、動力線、信號線分離。采用屏蔽線，并使用電源線濾波器（共用扼流圈、磁環），正確接地。
2.3.2.2對**擾方的對策
（1）盡量遠離變頻器。
（2）信號線采用屏蔽線，且屏蔽線只有一端和共用端相接。
（3）還可以使用磁環和濾波電容　　。
（4）在電源線中插入電源線濾波器（正常狀態扼流器、小型的噪音濾波器）。　　
（5）接地線的分離。
通過以上分析和對策我們對故障點分別采取了DCS溫度模塊電源隔離變頻器控制信號電源;分開風門給定信號與主電路并行且實施屏蔽;找到負載固有的共振頻率，利用變頻器頻率跳躍功能設置，躲開共振頻率點。取得良好的效果。　　
3 安裝中抑制干擾的措施
（1）　確保控制柜中的所有設備接地良好，應該使用短、粗的接地線（*好采用扁平導體或金屬網，因其在高頻時阻抗較低）連接到公共地線上。按國家標準規定，其接地電阻應小于4歐姆。另外與變頻器相連的控制設備（如PLC或PID控制儀）要與其共地。
（2） 在設備排列布置時，應該注意將變頻器單獨布置，盡量減少可能產生的電磁輻射干擾，將容易受干擾的弱電控制設備與變頻器分開。
（3） 安裝布線時將電源線和控制電纜分開，例如使用獨立的線槽等。如果控制電路連接線必須和電源電纜交叉，應成90°交叉布線。
（4）使用屏蔽導線或雙絞線連接控制電路時，確保未屏蔽之處盡可能短，條件允許時應采用電纜套管。
（5）用屏蔽和鎧裝電纜作為電機接線時，要將屏蔽層雙端接地。
（6）盡量減少變頻器與控制系統不必要的連線，以避免傳導干擾。除了控制系統與變頻器之間必須的控制線外，其它如控制電源等應分開，有時變頻器會通過直流電源對控制系統產生傳導干擾。
（7）應注意限制*低轉速。在低轉速時，電機噪聲增大，電機冷卻能力下降，若負載轉矩較大或滿載，可能燒毀電機。確需低速運轉的高負荷變頻電機，應考慮加大額定功率，或增加輔助的強風冷卻。
（8）注意防止發生共振現象。由于定子電流中含有高次諧波成分，電機轉矩中含有脈動分量，有可能造成電機的振動與機械振動產生共振，使設備出現故障。應在預先找到負載固有的共振頻率后，利用變頻器頻率跳躍功能設置，躲開共振頻率點。
4結束語
總之做好隔離, 濾波，屏蔽，接地等工作是合理利用變頻器的重中之重，只有這樣才能使變頻器真正的以其節能,節電，可靠，高效地服務于工業控制的各個領域中。