整流變頻系統(tǒng)干擾類型及解決辦法

張寶柱

摘 要：整流變頻系統(tǒng)在運(yùn)行過程中，變頻器整流電路中勢必會(huì)出現(xiàn)諧波，加之如果變頻器內(nèi)部芯片電壓電流相對較小，在高速工作下整流變頻系統(tǒng)極易出現(xiàn)各種干擾問題，進(jìn)而極大地影響系統(tǒng)運(yùn)行質(zhì)量。在這一背景下，本文將從闡明當(dāng)前整流變頻系統(tǒng)中的干擾類型入手，著重圍繞整流變頻系統(tǒng)防干擾解決辦法進(jìn)行簡要分析研究。

關(guān)鍵詞：整流電路;變頻系統(tǒng);防干擾

通過對整流變頻系統(tǒng)的防干擾解決方法進(jìn)行探究，可以有效掌握在整流變頻系統(tǒng)當(dāng)中容易出現(xiàn)的具體干擾問題及干擾出現(xiàn)的原因，幫助人們加深對整流變頻系統(tǒng)干擾的理解與認(rèn)知。還可以有效提高整流變頻系統(tǒng)抗干擾性，對其長久、安全、穩(wěn)定運(yùn)行具有積極的指導(dǎo)作用。

1 整流變頻系統(tǒng)的干擾類型

1.1 噪聲干擾

整流變頻系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行受變頻器調(diào)制頻率變化的影響，諧波頻率會(huì)或高或低。變頻器調(diào)制頻率過低，人耳將會(huì)聽到由高次諧波頻率產(chǎn)生的電磁噪聲。反之變頻器調(diào)制頻率超過規(guī)定頻率值，人耳基本聽不見電磁噪聲，但客觀存在的高頻信號(hào)對電子設(shè)備及整體系統(tǒng)正常運(yùn)行造成一定干擾[1]。系統(tǒng)運(yùn)行過程中，如果變頻器產(chǎn)生諧波，功率較大時(shí)整流變頻系統(tǒng)將出現(xiàn)明顯干擾源，受系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)機(jī)在運(yùn)行中極易出現(xiàn)巨大電磁噪聲，大大增加鐵損與銅損。

1.2 電磁干擾

干擾波形直接影響整流變頻系統(tǒng)運(yùn)行中產(chǎn)生的干擾信號(hào)帶寬，其表達(dá)式如下：

公式中干擾信號(hào)帶寬B，脈沖上升時(shí)間τ。當(dāng)脈沖上升時(shí)間逐漸減少，頻帶寬度將會(huì)逐漸增加，脈沖下的面積與上升與下降沿斜率則分別直接決定低頻和高頻分量。由于不同整流變頻系統(tǒng)運(yùn)行原理之間存在一定差異，且系統(tǒng)中使用的變頻器并不完全相同，因此導(dǎo)致頻譜函數(shù)之間存在一定差異。但矩形射頻脈沖函數(shù)仍然是對整流變頻系統(tǒng)造成干擾的主要原因。如果在接入變頻器的配電網(wǎng)中同時(shí)接入包括變壓器、發(fā)電機(jī)等其它用電設(shè)備，由變頻器產(chǎn)生的諧波電流將據(jù)具體阻抗被分流至并聯(lián)于電網(wǎng)系統(tǒng)中的負(fù)載與電源中，此時(shí)會(huì)對整流變頻系統(tǒng)相連接的各電子設(shè)備產(chǎn)生干擾影響，嚴(yán)重時(shí)可能引發(fā)整個(gè)系統(tǒng)出現(xiàn)運(yùn)行故障。

1.3 輻射干擾

在部分整流變頻系統(tǒng)當(dāng)中，如果變頻器本身未在全封閉金屬外殼中，變頻器實(shí)際運(yùn)行中極有可能通過空間向外輻射大量電磁波，而對整個(gè)電網(wǎng)而言，變頻器整流橋?qū)儆诜蔷€性負(fù)載，由此產(chǎn)生諧波會(huì)對接入至相同電網(wǎng)中的各種電子與電氣設(shè)備造成諧波干擾。尤其是如果變頻器金屬外殼本身存在開裂、孔洞等問題，當(dāng)孔洞大小基本等同于電磁波波長，干擾輻射源將會(huì)向四周進(jìn)行輻射，此時(shí)如果有其它金屬物體存在該輻射場內(nèi)，還會(huì)造成二次輻射情況的發(fā)生，對變頻器正常運(yùn)行造成干擾影響。

2 整流變頻系統(tǒng)的防干擾解決方式

2.1 防噪聲干擾

針對整流變頻系統(tǒng)的噪聲干擾，工作人員充分結(jié)合整流變頻系統(tǒng)運(yùn)行特點(diǎn)，根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求徹底分開控制電路信號(hào)線、動(dòng)力線，在控制電路信號(hào)線當(dāng)中選用屏蔽線。將變頻器PE端或公共端與屏蔽線屏蔽層相互連接，充分發(fā)揮屏蔽線效用，盡量避免整流變頻系統(tǒng)受噪聲干擾[2]。如果控制電路信號(hào)線長度相對較長，工作人員可以將信號(hào)線從磁環(huán)中徹底穿過后，將其纏繞在磁環(huán)上約2到3圈，隨后再與變頻器設(shè)備進(jìn)行相互連接。

2.2 防電磁干擾

解決整流變頻系統(tǒng)電磁干擾及感應(yīng)耦合干擾，首先徹底分開動(dòng)力線與控制線的接地，在地線上規(guī)范連接動(dòng)力裝置接地端子，并在該裝置盤金屬外殼中連接控制裝置接地端子，如果信號(hào)線與存在干擾源的電流導(dǎo)線距離較近，干擾會(huì)被誘導(dǎo)至信號(hào)線中，此時(shí)干擾對象即轉(zhuǎn)變?yōu)樾盘?hào)線上的信號(hào)。布線分離方式可有效消除整流變頻系統(tǒng)電磁干擾。條件允許，選用加裝與負(fù)載與電源并聯(lián)的有源補(bǔ)償器的變頻器代替?zhèn)鹘y(tǒng)整流變頻系統(tǒng)中的變頻裝置，利用該新型變頻器在運(yùn)行過程中自生成反向?yàn)V波電流，最大程度消除電源與負(fù)載中正向諧波電流。分別使用鐵殼與鋼管屏蔽，對變頻器與輸出線有效屏蔽，分開敷設(shè)輸出線與其它信號(hào)線，進(jìn)一步增強(qiáng)整流變頻系統(tǒng)抗電磁干擾與噪聲干擾性能。

2.3 防輻射干擾

模擬輸入信號(hào)通常屬于弱電信號(hào)，普遍缺乏較高抗干擾性，在控制回路端子配線過程中，需要嚴(yán)格按照規(guī)范要求合理選用屏蔽電纜，且需要將屏蔽層一端接地。主回路與控制回路端子連線，均需要保障各自完全獨(dú)立，而電源線與其它動(dòng)力線相互獨(dú)立，由此大大降低整流變頻系統(tǒng)受到干擾的可能性。為進(jìn)一步增強(qiáng)系統(tǒng)的防輻射干擾性能，需要依次將交流電抗器串接在變頻器輸入輸出側(cè)，在內(nèi)部裝入接地線的全封閉金屬柜子及管道中裝入變頻器與動(dòng)力線[3]。沒有濾波器的情況，可使用具有同樣電感量的磁環(huán)，分別穿過變頻器的輸入輸出線后，按照相同方向纏繞3到4圈即可。同時(shí)需要將變頻器專用輸出電纜，從全封閉接地金屬管中徹底穿過，使輸出電纜可同控制信號(hào)線相互分隔，依次抑制系統(tǒng)中變頻器干擾。

3 結(jié)論

綜上所述，整流變頻系統(tǒng)因受到諸多因素影響，經(jīng)常出現(xiàn)噪聲、電磁、輻射干擾等問題。相關(guān)工作人員需要切實(shí)結(jié)合整流變頻系統(tǒng)實(shí)際情況，嚴(yán)格遵循國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求，根據(jù)具體干擾類型及干擾原因，合理選用防干擾解決方法，有效提高整流變頻系統(tǒng)整體抗干擾性。

參考文獻(xiàn)：

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