變頻器控制回路抗電磁干擾措施與實(shí)踐

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：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，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，對變頻器弱電信號回路造成電磁干擾。電氣設(shè)備、高低壓電纜也會對變頻器的信號電纜產(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，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)行信號交流的基本回路有模擬與數(shù)字兩種：

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

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

外部控制指令信號通過上述基本回路導(dǎo)入變頻器，同時干擾源也在其回路上產(chǎn)生干擾電勢，以信號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，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，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，均為變頻調(diào)速控制。其速度給定信號由PLC給出4 ～ 20mA模擬電流信號，直接傳到變頻器模擬輸入端口，當(dāng)PLC關(guān)斷給定信號時，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，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回路增加隔離繼電器的辦法來解決這個問題。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)行位置時繼電器PJ1才吸合，當(dāng)圓盤處于停機(jī)時，繼電器PJ1不能吸合，即使線路上有干擾信號傳過來，由于繼電器的隔離作用，干擾信號也不能進(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)和社會效益。

直接經(jīng)濟(jì)效益及計算方法：

Y1=避免變頻器燒損4臺/年×24800=99200元

Y2=避免電機(jī)燒損6臺/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，再輸出信號去控制各變頻器和制動器。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)，施工中屏蔽信號電纜與動力電纜間距不夠，變頻器輸出電壓帶有高頻載波電壓成分，同時制動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，把動力拖線與信號線嚴(yán)格分開，不能分開時也采用十字交錯方式。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：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，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，對變頻器弱電信號回路造成電磁干擾。電氣設(shè)備、高低壓電纜也會對變頻器的信號電纜產(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，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)行信號交流的基本回路有模擬與數(shù)字兩種：

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

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

外部控制指令信號通過上述基本回路導(dǎo)入變頻器，同時干擾源也在其回路上產(chǎn)生干擾電勢，以信號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，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，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，均為變頻調(diào)速控制。其速度給定信號由PLC給出4 ～ 20mA模擬電流信號，直接傳到變頻器模擬輸入端口，當(dāng)PLC關(guān)斷給定信號時，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，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回路增加隔離繼電器的辦法來解決這個問題。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)行位置時繼電器PJ1才吸合，當(dāng)圓盤處于停機(jī)時，繼電器PJ1不能吸合，即使線路上有干擾信號傳過來，由于繼電器的隔離作用，干擾信號也不能進(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)和社會效益。

直接經(jīng)濟(jì)效益及計算方法：

Y1=避免變頻器燒損4臺/年×24800=99200元

Y2=避免電機(jī)燒損6臺/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，再輸出信號去控制各變頻器和制動器。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)，施工中屏蔽信號電纜與動力電纜間距不夠，變頻器輸出電壓帶有高頻載波電壓成分，同時制動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，把動力拖線與信號線嚴(yán)格分開，不能分開時也采用十字交錯方式。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：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，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，對變頻器弱電信號回路造成電磁干擾。電氣設(shè)備、高低壓電纜也會對變頻器的信號電纜產(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，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)行信號交流的基本回路有模擬與數(shù)字兩種：

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

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

外部控制指令信號通過上述基本回路導(dǎo)入變頻器，同時干擾源也在其回路上產(chǎn)生干擾電勢，以信號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，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，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，均為變頻調(diào)速控制。其速度給定信號由PLC給出4 ～ 20mA模擬電流信號，直接傳到變頻器模擬輸入端口，當(dāng)PLC關(guān)斷給定信號時，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，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回路增加隔離繼電器的辦法來解決這個問題。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)行位置時繼電器PJ1才吸合，當(dāng)圓盤處于停機(jī)時，繼電器PJ1不能吸合，即使線路上有干擾信號傳過來，由于繼電器的隔離作用，干擾信號也不能進(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)和社會效益。

直接經(jīng)濟(jì)效益及計算方法：

Y1=避免變頻器燒損4臺/年×24800=99200元

Y2=避免電機(jī)燒損6臺/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，再輸出信號去控制各變頻器和制動器。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)，施工中屏蔽信號電纜與動力電纜間距不夠，變頻器輸出電壓帶有高頻載波電壓成分，同時制動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，把動力拖線與信號線嚴(yán)格分開，不能分開時也采用十字交錯方式。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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