夏 煜

南京高傳電氣有限公司

1 .變頻柜控制系統(tǒng)的主要干擾源

(1)變頻器。變頻器的整流橋?qū)﹄娏ο到y(tǒng)而言屬于非線性負(fù)載，其內(nèi)部存在鐵磁諧波問(wèn)題對(duì)于電力系統(tǒng)的相關(guān)設(shè)備及器件產(chǎn)生干擾。此外，變頻器的逆變器主要應(yīng)用的PWM技術(shù)，當(dāng)系統(tǒng)處于開(kāi)關(guān)模式并進(jìn)行高速切換狀態(tài)時(shí)，會(huì)出現(xiàn)很多的耦合性噪聲。所以變頻器對(duì)于系統(tǒng)中的電氣設(shè)備、電子元件而言就是一個(gè)電磁干擾器。

(2)供電系統(tǒng)。供電系統(tǒng)的電磁噪聲通過(guò)電源電路等路徑對(duì)變頻柜控制系統(tǒng)中的設(shè)備運(yùn)行造成干擾，所以其對(duì)于系統(tǒng)中的設(shè)備來(lái)說(shuō)也是一種干擾源。

2 .變頻柜控制系統(tǒng)的干擾的途徑

變頻器會(huì)產(chǎn)生大功率的諧波，易對(duì)系統(tǒng)內(nèi)的相關(guān)設(shè)備造成干擾。其主要的干擾途徑有：電磁輻射、傳導(dǎo)、感應(yīng)耦合。其主要有以下表現(xiàn)：

(1)電磁輻射。變頻器如果不具良好的金屬外殼進(jìn)行封閉，便可通過(guò)空間向外發(fā)射電磁波。如果孔洞尺寸與電磁波波長(zhǎng)相近，也會(huì)成為干擾輻射源對(duì)周?chē)a(chǎn)生輻射。同時(shí)變頻器外部輻射對(duì)于其正常運(yùn)行也會(huì)產(chǎn)生干擾。

(2)電路傳導(dǎo)。在變頻柜控制系統(tǒng)中，電磁發(fā)出的干擾能夠通過(guò)阻抗耦合或接地回路耦合促使干擾進(jìn)入電路中。其與輻射造成的干擾相比，傳播時(shí)間長(zhǎng)、波及范圍廣。

(3)感應(yīng)耦合。變頻器對(duì)附近的電路產(chǎn)生感應(yīng)耦合，能夠感應(yīng)出干擾電壓及電流。而供電系統(tǒng)內(nèi)的干擾信號(hào)也會(huì)通過(guò)這種干擾途徑對(duì)系統(tǒng)內(nèi)運(yùn)行的設(shè)備產(chǎn)生影響。

3 .變頻柜控制系統(tǒng)中干擾問(wèn)題的分析

變頻柜控制系統(tǒng)的干擾現(xiàn)象更多地體現(xiàn)在電機(jī)運(yùn)行方面。例如：電機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中無(wú)征兆停機(jī)、運(yùn)行速度不穩(wěn)定、停止開(kāi)關(guān)無(wú)效等情況，都是因?yàn)槭艿礁蓴_的影響。

(1)供電電網(wǎng)對(duì)系統(tǒng)設(shè)備的干擾。在變頻柜控制系統(tǒng)中，出現(xiàn)電機(jī)無(wú)法正常停止運(yùn)行現(xiàn)象，檢測(cè)信號(hào)屏蔽層已接地，通過(guò)降低載波頻率及在變頻器輸入側(cè)及輸出側(cè)增設(shè)磁環(huán)濾波器等方式?jīng)]有發(fā)揮任何效用。只要將兩者在設(shè)置過(guò)程中拉開(kāi)一定的距離，即可有效的避免干擾出現(xiàn)。

(2)變頻器對(duì)系統(tǒng)微控制器的干擾。在變頻柜控制系統(tǒng)中，開(kāi)啟變頻器后系統(tǒng)的運(yùn)行程序便會(huì)失去控制。對(duì)于此種現(xiàn)象進(jìn)行分析可知：在變頻系統(tǒng)調(diào)試過(guò)程中，內(nèi)部設(shè)置了多臺(tái)變頻器，其可通過(guò)外部0-10V信號(hào)給定運(yùn)轉(zhuǎn)頻率。由此可見(jiàn)，變頻器對(duì)電網(wǎng)電壓產(chǎn)生了干擾，而設(shè)置交流電抗器后，能夠不斷地強(qiáng)化變頻器供電電源的內(nèi)阻抗，有效的控制了電網(wǎng)諧波電流。

(3)變頻器對(duì)電機(jī)的干擾。在變頻柜控制系統(tǒng)中，啟動(dòng)變頻器后電機(jī)停止運(yùn)行。針對(duì)此種現(xiàn)象進(jìn)行分析：微控制器提供的變頻器信號(hào)正常，但是變頻器的輸出端因干擾問(wèn)題無(wú)信號(hào)輸出。只需在變頻器的輸出位置上并聯(lián)0.01uf電容后，電機(jī)便可正常運(yùn)行。

圖1 變頻器對(duì)電機(jī)干擾處理

4 .變頻柜控制系統(tǒng)抗干擾對(duì)策

變頻柜控制系統(tǒng)中出現(xiàn)然擾的三因素為：干擾源、干擾途徑、易干擾設(shè)備。要想降低干擾問(wèn)題產(chǎn)生的影響，就要在抗干擾與防干擾方面進(jìn)行思考，清除干擾源、切斷干擾源的傳播途徑、增強(qiáng)系統(tǒng)設(shè)備的抗干擾強(qiáng)度。具體的應(yīng)對(duì)方式有：

①隔離：在變頻柜控制系統(tǒng)的電源及放大器上增設(shè)電源噪聲濾波器，可有效防止干擾。②濾波：在變頻器輸入、輸出位置上設(shè)置濾波器。若線路中存在易干擾設(shè)備，需在其電源線路上設(shè)置電源噪聲濾波器，避免其受到干擾。③屏蔽：應(yīng)用金屬外殼的變頻器禁止電磁干擾輸出；變頻器的輸出線可通過(guò)鋼管屏蔽；變頻器信號(hào)現(xiàn)可應(yīng)用較短的屏蔽線，變頻控制系統(tǒng)的信號(hào)線與主電路線、控制線設(shè)置于不同的線管內(nèi)可屏蔽干擾；系統(tǒng)控制方面可通過(guò)設(shè)置接地的屏蔽裝置進(jìn)行抗干擾。④接地：有效的接地能夠避免系統(tǒng)內(nèi)部噪聲的耦合，也能有效的組織干擾的進(jìn)入，如此便能夠增強(qiáng)系統(tǒng)的抗干擾強(qiáng)度。⑤使用電抗器：在變頻器輸入電路內(nèi)設(shè)置電抗器是抗干擾的最好方式?？稍陔娫磁c變頻器的從輸入線路中設(shè)置交流電抗器，能夠提升功率因數(shù)，緩解電流對(duì)變頻器的沖擊，減輕電源電壓不穩(wěn)產(chǎn)生的影響。在整流橋與濾波電容間設(shè)置直流電抗器，可一定程度上減輕輸入電流對(duì)系統(tǒng)的影響。即使功能少，但其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積輕小，便于安裝。⑥合理布線：布線合理能夠起到良好的抗干擾功效，且系統(tǒng)內(nèi)的電源線與信號(hào)線需要與變頻器的輸出、輸入線保持一定距離。

圖2 ：變頻柜控制系統(tǒng)屏蔽抗干擾

結(jié)束語(yǔ)：

在工廠電力系統(tǒng)中，變頻柜控制系統(tǒng)應(yīng)用較為普遍，并在其中發(fā)揮了重要作用，其具備的便捷性、實(shí)用性、節(jié)能性、可控性等優(yōu)勢(shì)，使其在相關(guān)應(yīng)用領(lǐng)域廣受好評(píng)。但是在實(shí)際的應(yīng)用過(guò)程中，因各種因素導(dǎo)致其存在干擾問(wèn)題，對(duì)系統(tǒng)的運(yùn)行帶來(lái)嚴(yán)重的影響。以上通過(guò)對(duì)干擾問(wèn)題的詳細(xì)分析，并制定了有針對(duì)性的解決對(duì)策，使其能夠有效地阻止干擾影響，并發(fā)揮出應(yīng)有的效用。

[1]任雷雷，張紀(jì)會(huì).變頻柜控制系統(tǒng)中的干擾問(wèn)題剖析[J].中國(guó)科技博覽，2015(44)：296-296.

[2]解凡，韓登宇，張波.變頻控制系統(tǒng)中的干擾問(wèn)題剖析[J].價(jià)值工程，2012，31(18)：35-36.