變頻器干擾案例問題分析及其處理

蘇迎旭

摘要：交流感應(yīng)異步電動機變頻器調(diào)速是20世紀(jì)電氣傳動領(lǐng)域劃時代的技術(shù)進(jìn)步。隨著變頻器的廣泛應(yīng)用，變頻器日益成為工廠自動化領(lǐng)域最大的電磁污染源?？梢越?jīng)常的看到在一間設(shè)備密集型工廠裝機幾十臺上百臺變頻器。變頻器直—交逆變器的非線性等效負(fù)荷使得變頻器在許多系統(tǒng)集成工程中不僅污染工廠供電系統(tǒng)，還直接對自動化工程項目干擾，引起測控系統(tǒng)失準(zhǔn)失靈，嚴(yán)重破壞大系統(tǒng)的穩(wěn)定性，甚至變頻器自身受到干擾引發(fā)“自舉”式的調(diào)速故障。盡管國際標(biāo)準(zhǔn)對電氣設(shè)備EMC(IEC61000系列電磁兼容設(shè)計)有嚴(yán)格的規(guī)范，并且中國國家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局已決定在國內(nèi)“等同”采用，同時，中國國家標(biāo)準(zhǔn)電能質(zhì)量公用電網(wǎng)諧波GB/T 14549-93已經(jīng)生效14年之久，但是國家經(jīng)濟(jì)技術(shù)的飛速發(fā)展使得功率電子開關(guān)器件的污染控制已經(jīng)刻不容緩。

關(guān)鍵詞：變頻器干擾案例問題分析及處理

0 引言

近年來工作中經(jīng)常遇到變頻器的干擾問題，造成設(shè)備誤動作，使得工廠的生產(chǎn)線不能運行，而且這一類問題的原因查找起來也比較困難，經(jīng)過查閱有關(guān)資料，再結(jié)合工作中處理問題的一些經(jīng)驗來具體談一下變頻器干擾的來源，傳播方式以及一些針對實際應(yīng)用中遇到干擾問題的不同情況的處理。

1 變頻器干擾分析

變頻器的干擾問題一般分為變頻器自身干擾；外界設(shè)備產(chǎn)生的電磁波對變頻器干擾；變頻器對其它弱電設(shè)備干擾3類情況。變頻器本身就是一個干擾源，眾所周知，變頻器由主回路和控制回路兩大部分組成，變頻器主回路主要由整流電路，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)變頻器運行時，它要進(jìn)行快速開關(guān)動作，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。變頻器本身就是諧波干擾源，所以對電源側(cè)和輸出側(cè)的設(shè)備會產(chǎn)生影響。與主回路相比，變頻器的控制回路卻是小能量、弱信號回路，極易遭受其它裝置產(chǎn)生的干擾。因此，變頻器在安裝使用時，必須對控制回路采取抗干擾措施。

2 變頻器干擾案例問題分析及其處理

2.1 怎樣來判定變頻器出現(xiàn)干擾問題 變頻器的干擾問題主要體現(xiàn)在電機的運行情況上。例如電機在運行過程中突然停機，造成電機運行時快時慢，運行速度不穩(wěn)定，電機停不下來，按鈕不起任何作用等等，這些都是變頻器受到干擾情況的體現(xiàn)。

2.2 第三種方式接地 干擾問題的一般處理方法是要保證良好的接地，接地端子的一般要求為:接地端子以“第三種方式”接地(單獨接地)，接地線愈短愈好，而且必須接地良好；控制回路線使用屏蔽線，而且屏蔽線遠(yuǎn)端屏蔽層懸空，近端接地；根據(jù)產(chǎn)品要求，合理布線，強電和弱電分離，保持一定距離，避免變頻器動力線與信號線平行布線，應(yīng)分散布線；增加抗無線干擾濾波器，變頻器輸入和輸出抗干擾濾波器或電抗器；采取防止電磁感應(yīng)的屏蔽措施，甚至可將變頻器用金屬鐵箱屏蔽起來；適當(dāng)降低載波頻率；若用通訊功能，RS485通訊線用雙絞線。下面，我將以在實際使用中針對不同的干擾情況做具體分析。

2.3 三相五線制供電 曾經(jīng)遇到過這樣一種情況，變頻器一直運轉(zhuǎn)，按停止按鈕不起作用，經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)變頻器的地線只與變壓器的中性線相連接，而變壓器的中性線沒有連接到大地，將變壓器的中性線接地后變頻器恢復(fù)正常.現(xiàn)在的很多小型工廠里面一般不重視地線的連接. 機床出廠時，按照國家電工法規(guī)定的標(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，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，啟動機床某一動作，可能使機床帶電，對人身造成安全危脅。這種干擾屬于變頻器本身干擾類型。

2.4 外界設(shè)備對變頻器的干擾案例①現(xiàn)象：電機偶爾停不下來，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。②分析：安裝變頻器的配電柜與動力配電室相距太近，配電室配電柜有大電流流過，在電流周圍有較強磁場，干擾了變頻器正常工作，把配電柜遠(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。

2.5 變頻器對外界設(shè)備的干擾案例①現(xiàn)象：起動變頻器后，電機不動作。②分析：變頻器由外部4-20ma給定運轉(zhuǎn)頻率，4-20MA的直流信號由變送器送入，看顯示板，頻率顯示為0.00。用電流表量測量變送器的輸出端，發(fā)現(xiàn)無輸出。在變送器的輸出端子并上一102電容后，再啟動，設(shè)備恢復(fù)正常，說明信號源受到干擾。在工程實踐中一個簡單的信號線并聯(lián)電容解決了大問題是經(jīng)常有效的實用方法。這屬于變頻器對外部設(shè)備的干擾。

3 結(jié)束語

隨著工業(yè)自動化的快速發(fā)展，變頻器的使用也越來越普遍，變頻器的干擾問題也將會遇到很多，許多終端用戶在遇到這一問題的時候往往不知道如何解決，希望本文能給他們提供一些幫助。