唐紅軍

[摘要]本文主要介紹了變頻器控制回路電磁干擾產(chǎn)生的來源及其傳播途徑，在變頻器常用的干擾措施的基礎(chǔ)上，提出了抗干擾的實(shí)際解決方法。

[關(guān)鍵詞] 變頻器 控制回路 抗干擾措施

中圖分類號(hào)：TN773

1 前言

變頻器在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用越來越廣泛，而變頻器控制回路中的弱電信號(hào)，在運(yùn)行中易受到其它用電設(shè)備或變頻器本身的干擾，這種干擾大多數(shù)通過變頻器控制電纜為媒介侵入，對變頻器的運(yùn)行造成不良影響。鋼鐵企業(yè)中的非線性負(fù)荷設(shè)備，如變流裝置和電弧爐等，在供配電系統(tǒng)中產(chǎn)生了大量高次諧波，對變頻器弱電信號(hào)回路造成電磁干擾。電氣設(shè)備、高低壓電纜也會(huì)對變頻器的信號(hào)電纜產(chǎn)生電磁干擾。變頻器是非線性負(fù)荷，其本身就是諧波干擾源，控制回路是小能量、弱信號(hào)回路，遭受干擾后變頻器無法正常工作，生產(chǎn)設(shè)備不能按照要求工作。因此，變頻器在安裝使用時(shí)，必須對控制回路采取抗干擾措施。

2 變頻器的基本控制回路

變頻器同外部進(jìn)行信號(hào)交流的基本回路有模擬與數(shù)字兩種：

（1）模擬信號(hào)回路由4 ～ 20mA/0 ～ 20mA電流信號(hào)回路或2～ 10V / 0 ～ 10V電壓信號(hào)回路構(gòu)成；

（2）數(shù)字信號(hào)回路主要由變頻器的開停指令、正反轉(zhuǎn)指令等構(gòu)成。

外部控制指令信號(hào)通過上述基本回路導(dǎo)入變頻器，同時(shí)干擾源也在其回路上產(chǎn)生干擾電勢，以信號(hào)電纜為媒介入侵變頻器。

3 干擾的基本類型及常采用的抗干擾措施

3.1 干擾的基本類型

電磁干擾，是外部噪聲和無用信號(hào)在接收中所造成的干擾，通常是通過電路傳導(dǎo)和場的形式傳播。變頻器的電磁干擾有以下幾種：

（1）靜電耦合干擾：指信號(hào)電纜與周圍電氣回路的靜電容耦合，在電纜中產(chǎn)生的電勢；

（2）靜電感應(yīng)干擾：指周圍電氣回路產(chǎn)生的磁通變化在電纜中感應(yīng)出的電勢；

（3）電波干擾：指控制電纜成為天線，由外來電波在電纜中產(chǎn)生電勢。

其次由控制電纜的電接點(diǎn)及繼電器觸點(diǎn)接觸不良、由其它設(shè)備在電源系統(tǒng)直接產(chǎn)生電勢及對于弱電壓電流回路任何不合理的接地，均可誘發(fā)各種意想不到的干擾。

3.2 變頻器抗干擾措施

根據(jù)電磁性的基本原理，形成電磁干擾須具備電磁干擾源、電磁干擾途徑、對電磁干擾敏感的系統(tǒng)等三個(gè)要素。為防止干擾，可采用硬件和軟件的抗干擾措施。其中，硬件抗干擾是最基本和最重要的抗干擾措施，一般從抗和防兩方面入手來抑制干擾，其總原則是抑制和消除干擾源、切斷干擾對系統(tǒng)的耦合通道、降低系統(tǒng)對干擾信號(hào)的敏感性。具體措施在工程上可采用以下幾種方法：

（1）加大與干擾源電纜的距離，達(dá)到導(dǎo)體直徑40倍以上時(shí)，干擾程度就不大明顯；

（2）在兩電纜間設(shè)置屏蔽導(dǎo)體，再將屏蔽導(dǎo)體接地；

（3）一般將控制電纜與主回路電纜或其它動(dòng)力電纜分離鋪設(shè)，分離距離通常在30cm以上（最低為10cm），分離困難時(shí)，將控制電纜穿過鐵管鋪設(shè)；

（4）采用屏蔽絞合控制電纜、變頻器放入鐵箱對其進(jìn)行電波屏蔽、定期緊固電纜連接點(diǎn)和繼電器觸點(diǎn)、采用獨(dú)立的控制電源、控制電纜取一點(diǎn)接地和專設(shè)接地端子等。

4 變頻器抗干擾措施在實(shí)際工程中的應(yīng)用

重鋼燒結(jié)廠在圓盤配料系統(tǒng)、燒結(jié)機(jī)、抓斗行車等設(shè)備上大量采用變頻器控制系統(tǒng)，在變頻器抗干擾的問題上，雖然采取了以上幾種常見措施，但是系統(tǒng)還是時(shí)常出現(xiàn)電磁干擾故障。經(jīng)過我們長期查找、分析發(fā)現(xiàn)，造成電磁干擾不能消除的主要原因有以下幾方面：

（1）由于生產(chǎn)現(xiàn)場具體情況造成變頻器控制電纜和周圍動(dòng)力電纜有效距離太近，而產(chǎn)生了靜電耦合干擾，雖然采取了屏蔽接地，但效果不理想；

（2）變頻器控制系統(tǒng)不是一個(gè)單獨(dú)存在的系統(tǒng)，周圍存在不同的電氣回路，這樣就造成靜電感應(yīng)干擾；

（3）由于電源系統(tǒng)的不獨(dú)立性，其它設(shè)備在電源系統(tǒng)直接產(chǎn)生電勢，而造成電源線傳導(dǎo)干擾；

（4）變頻器運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的高次諧波通過感應(yīng)的方式耦合到控制回路， 感應(yīng)出干擾電壓或電流，從而形成諧波干擾。

為了消除變頻器電磁干擾，我們結(jié)合生產(chǎn)現(xiàn)場和生產(chǎn)過程中的實(shí)際情況采取了一些行之有效，簡單可行的抗干擾措施?，F(xiàn)把兩例措施介紹如下：

4.1 圓盤變頻器控制回路抗干擾措施

燒結(jié)廠原料作業(yè)區(qū)現(xiàn)有配料圓盤8臺(tái)，均為變頻調(diào)速控制。其速度給定信號(hào)由PLC給出4 ～ 20mA模擬電流信號(hào)，直接傳到變頻器模擬輸入端口，當(dāng)PLC關(guān)斷給定信號(hào)時(shí)，由于靜電耦合干擾和靜電感應(yīng)干擾原因，在變頻器的端口始終存在5mA左右模擬電流信號(hào)，這就使變頻器有3Hz左右的頻率輸出，圓盤電機(jī)仍然低頻運(yùn)行，電機(jī)發(fā)熱易燒損，變頻器也因?yàn)榻?jīng)常低頻大電流而損壞。我們采取了更換屏蔽電纜、可靠一點(diǎn)接地等抗干擾措施還是不能解決。經(jīng)過分析論證，我們結(jié)合生產(chǎn)情況和現(xiàn)有設(shè)備狀況，決定采取在速度給定信號(hào)回路增加隔離繼電器的辦法來解決這個(gè)問題。原理圖如下：

變頻器抗電磁干擾措施

從圖中可以看出，只有當(dāng)圓盤處于運(yùn)行位置時(shí)繼電器PJ1才吸合，當(dāng)圓盤處于停機(jī)時(shí)，繼電器PJ1不能吸合，即使線路上有干擾信號(hào)傳過來，由于繼電器的隔離作用，干擾信號(hào)也不能進(jìn)入到變頻器。

通過這次采取的隔離抗干擾措施，較好地解決了生產(chǎn)過程中變頻器控制回路電磁干擾問題，避免了變頻器、電機(jī)經(jīng)常燒損事故的發(fā)生，保障原料配料工作的順利進(jìn)行，取得了較好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。

直接經(jīng)濟(jì)效益及計(jì)算方法：

Y1=避免變頻器燒損4臺(tái)/年×24800=99200元

Y2=避免電機(jī)燒損6臺(tái)/年×3740=22440元

Y=Y1+Y2=12.2萬元（可節(jié)約備件費(fèi)用12.2萬元）

社會(huì)效益：提高多礦種配料能力，降低公司生產(chǎn)成本；減少工人勞動(dòng)強(qiáng)度，確保生產(chǎn)高效運(yùn)轉(zhuǎn)。

4.2 抓斗行車變頻器控制回路抗干擾措施

燒結(jié)廠原料加工作業(yè)區(qū)3#抓斗行車電氣控制系統(tǒng)使用變頻調(diào)速器作為調(diào)速裝置，采用閉環(huán)矢量控制，其操作通過駕駛室內(nèi)主令控制器（凸輪開關(guān)）上的手柄由操作人員發(fā)出指令，經(jīng)PLC執(zhí)行邏輯運(yùn)算后，再輸出信號(hào)去控制各變頻器和制動(dòng)器。在系統(tǒng)的調(diào)試過程中，我們發(fā)現(xiàn)，編碼器速度反饋信號(hào)受到嚴(yán)重干擾，變頻控制系統(tǒng)不能正常工作，發(fā)生“溜車”現(xiàn)象。

經(jīng)過分析發(fā)現(xiàn)，施工中屏蔽信號(hào)電纜與動(dòng)力電纜間距不夠，變頻器輸出電壓帶有高頻載波電壓成分，同時(shí)制動(dòng)回路是高直流脈沖電壓。雖然我們采取了更換質(zhì)量好的屏蔽電纜、編碼器信號(hào)電纜一端屏蔽接地等措施，但是干擾還是不可避免要產(chǎn)生。.

于是，我們結(jié)合現(xiàn)場環(huán)境的實(shí)際情況，在小車另一方設(shè)置了編碼器拖線，把動(dòng)力拖線與信號(hào)線嚴(yán)格分開，不能分開時(shí)也采用十字交錯(cuò)方式。采取了這些抗干擾措施后，解決了電磁干擾問題，行車投入運(yùn)行四年多來，從沒有因?yàn)楦蓴_而影響系統(tǒng)正常運(yùn)行，說明我們采取的抗干擾措施是有效的。

5 結(jié)束語

電磁干擾的通路具有多樣性，變頻器抗干擾措施理論上的手段也很多，主要有屏蔽、接地、隔離、噪聲濾波、布線等手段，但是在實(shí)際工作中不可能大規(guī)模全部采用。要想完全消除也是不現(xiàn)實(shí)的，只能最大限度地對干擾進(jìn)行抑制。以此為目的，應(yīng)當(dāng)結(jié)合現(xiàn)場的實(shí)際情況，選擇高效、經(jīng)濟(jì)的解決方案，從而使系統(tǒng)自身的電子設(shè)備能正常、可靠地工作。

參考文獻(xiàn)：

1. 韓安榮.通用變頻器及其應(yīng)用（第2版）.機(jī)械工業(yè)出版社.2000

2. 錢照明、程肇基.電磁兼容設(shè)計(jì)基礎(chǔ)及干擾抑制技術(shù).浙江大學(xué)出版社.2000

3. 吳德健.通用變頻器的抗干擾措施.機(jī)床電器.2006年04期

，endprint

[摘要]本文主要介紹了變頻器控制回路電磁干擾產(chǎn)生的來源及其傳播途徑，在變頻器常用的干擾措施的基礎(chǔ)上，提出了抗干擾的實(shí)際解決方法。

[關(guān)鍵詞] 變頻器 控制回路 抗干擾措施

中圖分類號(hào)：TN773

1 前言

變頻器在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用越來越廣泛，而變頻器控制回路中的弱電信號(hào)，在運(yùn)行中易受到其它用電設(shè)備或變頻器本身的干擾，這種干擾大多數(shù)通過變頻器控制電纜為媒介侵入，對變頻器的運(yùn)行造成不良影響。鋼鐵企業(yè)中的非線性負(fù)荷設(shè)備，如變流裝置和電弧爐等，在供配電系統(tǒng)中產(chǎn)生了大量高次諧波，對變頻器弱電信號(hào)回路造成電磁干擾。電氣設(shè)備、高低壓電纜也會(huì)對變頻器的信號(hào)電纜產(chǎn)生電磁干擾。變頻器是非線性負(fù)荷，其本身就是諧波干擾源，控制回路是小能量、弱信號(hào)回路，遭受干擾后變頻器無法正常工作，生產(chǎn)設(shè)備不能按照要求工作。因此，變頻器在安裝使用時(shí)，必須對控制回路采取抗干擾措施。

2 變頻器的基本控制回路

變頻器同外部進(jìn)行信號(hào)交流的基本回路有模擬與數(shù)字兩種：

（1）模擬信號(hào)回路由4 ～ 20mA/0 ～ 20mA電流信號(hào)回路或2～ 10V / 0 ～ 10V電壓信號(hào)回路構(gòu)成；

（2）數(shù)字信號(hào)回路主要由變頻器的開停指令、正反轉(zhuǎn)指令等構(gòu)成。

外部控制指令信號(hào)通過上述基本回路導(dǎo)入變頻器，同時(shí)干擾源也在其回路上產(chǎn)生干擾電勢，以信號(hào)電纜為媒介入侵變頻器。

3 干擾的基本類型及常采用的抗干擾措施

3.1 干擾的基本類型

電磁干擾，是外部噪聲和無用信號(hào)在接收中所造成的干擾，通常是通過電路傳導(dǎo)和場的形式傳播。變頻器的電磁干擾有以下幾種：

（1）靜電耦合干擾：指信號(hào)電纜與周圍電氣回路的靜電容耦合，在電纜中產(chǎn)生的電勢；

（2）靜電感應(yīng)干擾：指周圍電氣回路產(chǎn)生的磁通變化在電纜中感應(yīng)出的電勢；

（3）電波干擾：指控制電纜成為天線，由外來電波在電纜中產(chǎn)生電勢。

其次由控制電纜的電接點(diǎn)及繼電器觸點(diǎn)接觸不良、由其它設(shè)備在電源系統(tǒng)直接產(chǎn)生電勢及對于弱電壓電流回路任何不合理的接地，均可誘發(fā)各種意想不到的干擾。

3.2 變頻器抗干擾措施

根據(jù)電磁性的基本原理，形成電磁干擾須具備電磁干擾源、電磁干擾途徑、對電磁干擾敏感的系統(tǒng)等三個(gè)要素。為防止干擾，可采用硬件和軟件的抗干擾措施。其中，硬件抗干擾是最基本和最重要的抗干擾措施，一般從抗和防兩方面入手來抑制干擾，其總原則是抑制和消除干擾源、切斷干擾對系統(tǒng)的耦合通道、降低系統(tǒng)對干擾信號(hào)的敏感性。具體措施在工程上可采用以下幾種方法：

（1）加大與干擾源電纜的距離，達(dá)到導(dǎo)體直徑40倍以上時(shí)，干擾程度就不大明顯；

（2）在兩電纜間設(shè)置屏蔽導(dǎo)體，再將屏蔽導(dǎo)體接地；

（3）一般將控制電纜與主回路電纜或其它動(dòng)力電纜分離鋪設(shè)，分離距離通常在30cm以上（最低為10cm），分離困難時(shí)，將控制電纜穿過鐵管鋪設(shè)；

（4）采用屏蔽絞合控制電纜、變頻器放入鐵箱對其進(jìn)行電波屏蔽、定期緊固電纜連接點(diǎn)和繼電器觸點(diǎn)、采用獨(dú)立的控制電源、控制電纜取一點(diǎn)接地和專設(shè)接地端子等。

4 變頻器抗干擾措施在實(shí)際工程中的應(yīng)用

重鋼燒結(jié)廠在圓盤配料系統(tǒng)、燒結(jié)機(jī)、抓斗行車等設(shè)備上大量采用變頻器控制系統(tǒng)，在變頻器抗干擾的問題上，雖然采取了以上幾種常見措施，但是系統(tǒng)還是時(shí)常出現(xiàn)電磁干擾故障。經(jīng)過我們長期查找、分析發(fā)現(xiàn)，造成電磁干擾不能消除的主要原因有以下幾方面：

（1）由于生產(chǎn)現(xiàn)場具體情況造成變頻器控制電纜和周圍動(dòng)力電纜有效距離太近，而產(chǎn)生了靜電耦合干擾，雖然采取了屏蔽接地，但效果不理想；

（2）變頻器控制系統(tǒng)不是一個(gè)單獨(dú)存在的系統(tǒng)，周圍存在不同的電氣回路，這樣就造成靜電感應(yīng)干擾；

（3）由于電源系統(tǒng)的不獨(dú)立性，其它設(shè)備在電源系統(tǒng)直接產(chǎn)生電勢，而造成電源線傳導(dǎo)干擾；

（4）變頻器運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的高次諧波通過感應(yīng)的方式耦合到控制回路， 感應(yīng)出干擾電壓或電流，從而形成諧波干擾。

為了消除變頻器電磁干擾，我們結(jié)合生產(chǎn)現(xiàn)場和生產(chǎn)過程中的實(shí)際情況采取了一些行之有效，簡單可行的抗干擾措施。現(xiàn)把兩例措施介紹如下：

4.1 圓盤變頻器控制回路抗干擾措施

燒結(jié)廠原料作業(yè)區(qū)現(xiàn)有配料圓盤8臺(tái)，均為變頻調(diào)速控制。其速度給定信號(hào)由PLC給出4 ～ 20mA模擬電流信號(hào)，直接傳到變頻器模擬輸入端口，當(dāng)PLC關(guān)斷給定信號(hào)時(shí)，由于靜電耦合干擾和靜電感應(yīng)干擾原因，在變頻器的端口始終存在5mA左右模擬電流信號(hào)，這就使變頻器有3Hz左右的頻率輸出，圓盤電機(jī)仍然低頻運(yùn)行，電機(jī)發(fā)熱易燒損，變頻器也因?yàn)榻?jīng)常低頻大電流而損壞。我們采取了更換屏蔽電纜、可靠一點(diǎn)接地等抗干擾措施還是不能解決。經(jīng)過分析論證，我們結(jié)合生產(chǎn)情況和現(xiàn)有設(shè)備狀況，決定采取在速度給定信號(hào)回路增加隔離繼電器的辦法來解決這個(gè)問題。原理圖如下：

變頻器抗電磁干擾措施

從圖中可以看出，只有當(dāng)圓盤處于運(yùn)行位置時(shí)繼電器PJ1才吸合，當(dāng)圓盤處于停機(jī)時(shí)，繼電器PJ1不能吸合，即使線路上有干擾信號(hào)傳過來，由于繼電器的隔離作用，干擾信號(hào)也不能進(jìn)入到變頻器。

通過這次采取的隔離抗干擾措施，較好地解決了生產(chǎn)過程中變頻器控制回路電磁干擾問題，避免了變頻器、電機(jī)經(jīng)常燒損事故的發(fā)生，保障原料配料工作的順利進(jìn)行，取得了較好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。

直接經(jīng)濟(jì)效益及計(jì)算方法：

Y1=避免變頻器燒損4臺(tái)/年×24800=99200元

Y2=避免電機(jī)燒損6臺(tái)/年×3740=22440元

Y=Y1+Y2=12.2萬元（可節(jié)約備件費(fèi)用12.2萬元）

社會(huì)效益：提高多礦種配料能力，降低公司生產(chǎn)成本；減少工人勞動(dòng)強(qiáng)度，確保生產(chǎn)高效運(yùn)轉(zhuǎn)。

4.2 抓斗行車變頻器控制回路抗干擾措施

燒結(jié)廠原料加工作業(yè)區(qū)3#抓斗行車電氣控制系統(tǒng)使用變頻調(diào)速器作為調(diào)速裝置，采用閉環(huán)矢量控制，其操作通過駕駛室內(nèi)主令控制器（凸輪開關(guān)）上的手柄由操作人員發(fā)出指令，經(jīng)PLC執(zhí)行邏輯運(yùn)算后，再輸出信號(hào)去控制各變頻器和制動(dòng)器。在系統(tǒng)的調(diào)試過程中，我們發(fā)現(xiàn)，編碼器速度反饋信號(hào)受到嚴(yán)重干擾，變頻控制系統(tǒng)不能正常工作，發(fā)生“溜車”現(xiàn)象。

經(jīng)過分析發(fā)現(xiàn)，施工中屏蔽信號(hào)電纜與動(dòng)力電纜間距不夠，變頻器輸出電壓帶有高頻載波電壓成分，同時(shí)制動(dòng)回路是高直流脈沖電壓。雖然我們采取了更換質(zhì)量好的屏蔽電纜、編碼器信號(hào)電纜一端屏蔽接地等措施，但是干擾還是不可避免要產(chǎn)生。.

于是，我們結(jié)合現(xiàn)場環(huán)境的實(shí)際情況，在小車另一方設(shè)置了編碼器拖線，把動(dòng)力拖線與信號(hào)線嚴(yán)格分開，不能分開時(shí)也采用十字交錯(cuò)方式。采取了這些抗干擾措施后，解決了電磁干擾問題，行車投入運(yùn)行四年多來，從沒有因?yàn)楦蓴_而影響系統(tǒng)正常運(yùn)行，說明我們采取的抗干擾措施是有效的。

5 結(jié)束語

電磁干擾的通路具有多樣性，變頻器抗干擾措施理論上的手段也很多，主要有屏蔽、接地、隔離、噪聲濾波、布線等手段，但是在實(shí)際工作中不可能大規(guī)模全部采用。要想完全消除也是不現(xiàn)實(shí)的，只能最大限度地對干擾進(jìn)行抑制。以此為目的，應(yīng)當(dāng)結(jié)合現(xiàn)場的實(shí)際情況，選擇高效、經(jīng)濟(jì)的解決方案，從而使系統(tǒng)自身的電子設(shè)備能正常、可靠地工作。

參考文獻(xiàn)：

1. 韓安榮.通用變頻器及其應(yīng)用（第2版）.機(jī)械工業(yè)出版社.2000

2. 錢照明、程肇基.電磁兼容設(shè)計(jì)基礎(chǔ)及干擾抑制技術(shù).浙江大學(xué)出版社.2000

3. 吳德健.通用變頻器的抗干擾措施.機(jī)床電器.2006年04期

，endprint

[摘要]本文主要介紹了變頻器控制回路電磁干擾產(chǎn)生的來源及其傳播途徑，在變頻器常用的干擾措施的基礎(chǔ)上，提出了抗干擾的實(shí)際解決方法。

[關(guān)鍵詞] 變頻器 控制回路 抗干擾措施

中圖分類號(hào)：TN773

1 前言

變頻器在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用越來越廣泛，而變頻器控制回路中的弱電信號(hào)，在運(yùn)行中易受到其它用電設(shè)備或變頻器本身的干擾，這種干擾大多數(shù)通過變頻器控制電纜為媒介侵入，對變頻器的運(yùn)行造成不良影響。鋼鐵企業(yè)中的非線性負(fù)荷設(shè)備，如變流裝置和電弧爐等，在供配電系統(tǒng)中產(chǎn)生了大量高次諧波，對變頻器弱電信號(hào)回路造成電磁干擾。電氣設(shè)備、高低壓電纜也會(huì)對變頻器的信號(hào)電纜產(chǎn)生電磁干擾。變頻器是非線性負(fù)荷，其本身就是諧波干擾源，控制回路是小能量、弱信號(hào)回路，遭受干擾后變頻器無法正常工作，生產(chǎn)設(shè)備不能按照要求工作。因此，變頻器在安裝使用時(shí)，必須對控制回路采取抗干擾措施。

2 變頻器的基本控制回路

變頻器同外部進(jìn)行信號(hào)交流的基本回路有模擬與數(shù)字兩種：

（1）模擬信號(hào)回路由4 ～ 20mA/0 ～ 20mA電流信號(hào)回路或2～ 10V / 0 ～ 10V電壓信號(hào)回路構(gòu)成；

（2）數(shù)字信號(hào)回路主要由變頻器的開停指令、正反轉(zhuǎn)指令等構(gòu)成。

外部控制指令信號(hào)通過上述基本回路導(dǎo)入變頻器，同時(shí)干擾源也在其回路上產(chǎn)生干擾電勢，以信號(hào)電纜為媒介入侵變頻器。

3 干擾的基本類型及常采用的抗干擾措施

3.1 干擾的基本類型

電磁干擾，是外部噪聲和無用信號(hào)在接收中所造成的干擾，通常是通過電路傳導(dǎo)和場的形式傳播。變頻器的電磁干擾有以下幾種：

（1）靜電耦合干擾：指信號(hào)電纜與周圍電氣回路的靜電容耦合，在電纜中產(chǎn)生的電勢；

（2）靜電感應(yīng)干擾：指周圍電氣回路產(chǎn)生的磁通變化在電纜中感應(yīng)出的電勢；

（3）電波干擾：指控制電纜成為天線，由外來電波在電纜中產(chǎn)生電勢。

其次由控制電纜的電接點(diǎn)及繼電器觸點(diǎn)接觸不良、由其它設(shè)備在電源系統(tǒng)直接產(chǎn)生電勢及對于弱電壓電流回路任何不合理的接地，均可誘發(fā)各種意想不到的干擾。

3.2 變頻器抗干擾措施

根據(jù)電磁性的基本原理，形成電磁干擾須具備電磁干擾源、電磁干擾途徑、對電磁干擾敏感的系統(tǒng)等三個(gè)要素。為防止干擾，可采用硬件和軟件的抗干擾措施。其中，硬件抗干擾是最基本和最重要的抗干擾措施，一般從抗和防兩方面入手來抑制干擾，其總原則是抑制和消除干擾源、切斷干擾對系統(tǒng)的耦合通道、降低系統(tǒng)對干擾信號(hào)的敏感性。具體措施在工程上可采用以下幾種方法：

（1）加大與干擾源電纜的距離，達(dá)到導(dǎo)體直徑40倍以上時(shí)，干擾程度就不大明顯；

（2）在兩電纜間設(shè)置屏蔽導(dǎo)體，再將屏蔽導(dǎo)體接地；

（3）一般將控制電纜與主回路電纜或其它動(dòng)力電纜分離鋪設(shè)，分離距離通常在30cm以上（最低為10cm），分離困難時(shí)，將控制電纜穿過鐵管鋪設(shè)；

（4）采用屏蔽絞合控制電纜、變頻器放入鐵箱對其進(jìn)行電波屏蔽、定期緊固電纜連接點(diǎn)和繼電器觸點(diǎn)、采用獨(dú)立的控制電源、控制電纜取一點(diǎn)接地和專設(shè)接地端子等。

4 變頻器抗干擾措施在實(shí)際工程中的應(yīng)用

重鋼燒結(jié)廠在圓盤配料系統(tǒng)、燒結(jié)機(jī)、抓斗行車等設(shè)備上大量采用變頻器控制系統(tǒng)，在變頻器抗干擾的問題上，雖然采取了以上幾種常見措施，但是系統(tǒng)還是時(shí)常出現(xiàn)電磁干擾故障。經(jīng)過我們長期查找、分析發(fā)現(xiàn)，造成電磁干擾不能消除的主要原因有以下幾方面：

（1）由于生產(chǎn)現(xiàn)場具體情況造成變頻器控制電纜和周圍動(dòng)力電纜有效距離太近，而產(chǎn)生了靜電耦合干擾，雖然采取了屏蔽接地，但效果不理想；

（2）變頻器控制系統(tǒng)不是一個(gè)單獨(dú)存在的系統(tǒng)，周圍存在不同的電氣回路，這樣就造成靜電感應(yīng)干擾；

（3）由于電源系統(tǒng)的不獨(dú)立性，其它設(shè)備在電源系統(tǒng)直接產(chǎn)生電勢，而造成電源線傳導(dǎo)干擾；

（4）變頻器運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的高次諧波通過感應(yīng)的方式耦合到控制回路， 感應(yīng)出干擾電壓或電流，從而形成諧波干擾。

為了消除變頻器電磁干擾，我們結(jié)合生產(chǎn)現(xiàn)場和生產(chǎn)過程中的實(shí)際情況采取了一些行之有效，簡單可行的抗干擾措施。現(xiàn)把兩例措施介紹如下：

4.1 圓盤變頻器控制回路抗干擾措施

燒結(jié)廠原料作業(yè)區(qū)現(xiàn)有配料圓盤8臺(tái)，均為變頻調(diào)速控制。其速度給定信號(hào)由PLC給出4 ～ 20mA模擬電流信號(hào)，直接傳到變頻器模擬輸入端口，當(dāng)PLC關(guān)斷給定信號(hào)時(shí)，由于靜電耦合干擾和靜電感應(yīng)干擾原因，在變頻器的端口始終存在5mA左右模擬電流信號(hào)，這就使變頻器有3Hz左右的頻率輸出，圓盤電機(jī)仍然低頻運(yùn)行，電機(jī)發(fā)熱易燒損，變頻器也因?yàn)榻?jīng)常低頻大電流而損壞。我們采取了更換屏蔽電纜、可靠一點(diǎn)接地等抗干擾措施還是不能解決。經(jīng)過分析論證，我們結(jié)合生產(chǎn)情況和現(xiàn)有設(shè)備狀況，決定采取在速度給定信號(hào)回路增加隔離繼電器的辦法來解決這個(gè)問題。原理圖如下：

變頻器抗電磁干擾措施

從圖中可以看出，只有當(dāng)圓盤處于運(yùn)行位置時(shí)繼電器PJ1才吸合，當(dāng)圓盤處于停機(jī)時(shí)，繼電器PJ1不能吸合，即使線路上有干擾信號(hào)傳過來，由于繼電器的隔離作用，干擾信號(hào)也不能進(jìn)入到變頻器。

通過這次采取的隔離抗干擾措施，較好地解決了生產(chǎn)過程中變頻器控制回路電磁干擾問題，避免了變頻器、電機(jī)經(jīng)常燒損事故的發(fā)生，保障原料配料工作的順利進(jìn)行，取得了較好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。

直接經(jīng)濟(jì)效益及計(jì)算方法：

Y1=避免變頻器燒損4臺(tái)/年×24800=99200元

Y2=避免電機(jī)燒損6臺(tái)/年×3740=22440元

Y=Y1+Y2=12.2萬元（可節(jié)約備件費(fèi)用12.2萬元）

社會(huì)效益：提高多礦種配料能力，降低公司生產(chǎn)成本；減少工人勞動(dòng)強(qiáng)度，確保生產(chǎn)高效運(yùn)轉(zhuǎn)。

4.2 抓斗行車變頻器控制回路抗干擾措施

燒結(jié)廠原料加工作業(yè)區(qū)3#抓斗行車電氣控制系統(tǒng)使用變頻調(diào)速器作為調(diào)速裝置，采用閉環(huán)矢量控制，其操作通過駕駛室內(nèi)主令控制器（凸輪開關(guān)）上的手柄由操作人員發(fā)出指令，經(jīng)PLC執(zhí)行邏輯運(yùn)算后，再輸出信號(hào)去控制各變頻器和制動(dòng)器。在系統(tǒng)的調(diào)試過程中，我們發(fā)現(xiàn)，編碼器速度反饋信號(hào)受到嚴(yán)重干擾，變頻控制系統(tǒng)不能正常工作，發(fā)生“溜車”現(xiàn)象。

經(jīng)過分析發(fā)現(xiàn)，施工中屏蔽信號(hào)電纜與動(dòng)力電纜間距不夠，變頻器輸出電壓帶有高頻載波電壓成分，同時(shí)制動(dòng)回路是高直流脈沖電壓。雖然我們采取了更換質(zhì)量好的屏蔽電纜、編碼器信號(hào)電纜一端屏蔽接地等措施，但是干擾還是不可避免要產(chǎn)生。.

于是，我們結(jié)合現(xiàn)場環(huán)境的實(shí)際情況，在小車另一方設(shè)置了編碼器拖線，把動(dòng)力拖線與信號(hào)線嚴(yán)格分開，不能分開時(shí)也采用十字交錯(cuò)方式。采取了這些抗干擾措施后，解決了電磁干擾問題，行車投入運(yùn)行四年多來，從沒有因?yàn)楦蓴_而影響系統(tǒng)正常運(yùn)行，說明我們采取的抗干擾措施是有效的。

5 結(jié)束語

電磁干擾的通路具有多樣性，變頻器抗干擾措施理論上的手段也很多，主要有屏蔽、接地、隔離、噪聲濾波、布線等手段，但是在實(shí)際工作中不可能大規(guī)模全部采用。要想完全消除也是不現(xiàn)實(shí)的，只能最大限度地對干擾進(jìn)行抑制。以此為目的，應(yīng)當(dāng)結(jié)合現(xiàn)場的實(shí)際情況，選擇高效、經(jīng)濟(jì)的解決方案，從而使系統(tǒng)自身的電子設(shè)備能正常、可靠地工作。

參考文獻(xiàn)：

1. 韓安榮.通用變頻器及其應(yīng)用（第2版）.機(jī)械工業(yè)出版社.2000

2. 錢照明、程肇基.電磁兼容設(shè)計(jì)基礎(chǔ)及干擾抑制技術(shù).浙江大學(xué)出版社.2000

3. 吳德健.通用變頻器的抗干擾措施.機(jī)床電器.2006年04期

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