"浅谈交流变频器系统的抗干扰性和干扰性
随着我国工业自动化水平的不断提高,交流变频调速技术因其高效、节能以及灵活控制的特点,在众多领域得到了广泛应用。然而,变频器在工作过程中,不仅需要抵御来自外部环境的电磁干扰,同时也可能会产生谐波干扰,对周围设备造成影响。这就是我们所说的电磁兼容性(EMC)问题。
EMC是电气设备在复杂电磁环境中保持正常运行,同时不会对其它设备产生无法忍受的干扰的能力。国际电工委员会(IEC)的定义强调了电子设备的这种功能,要求设备在电磁环境中既能完成自身功能,又不产生过大的干扰。我国的电磁兼容性国家标准也对此进行了规定,确保设备在电磁环境中和谐共存。
变频器作为现代工业中常见的电力转换装置,其电磁兼容性尤为重要。变频器由整流、逆变和控制电路组成,工作时会产生大量的高次谐波,这些谐波会通过电源线传播,干扰电网和其他设备。同时,变频器也可能因电源侧的电压波动、电磁辐射等因素受到影响,导致运行不稳定。
1、变频器对外部干扰的敏感性
变频器在运行中可能遇到的外部干扰主要包括:
- 晶体管换流设备产生的电压畸变:如图1-1所示,当电网中有晶闸管设备时,其非线性工作特性会导致电压波形失真,影响变频器的输入电压,可能导致整流电路工作异常。
- 静电放电:设备间的静电放电可以产生高能量的瞬态脉冲,对变频器内部电路造成冲击。
- 脉冲干扰:来自马达启动、开关设备操作等的瞬时脉冲电流可能对变频器控制系统产生干扰。
- 电源电压波动:电网电压的不稳定会影响变频器的输入电压,可能导致控制精度下降。
2、变频器的电磁干扰排放
变频器在逆变过程中产生的谐波电流会流入电网,对电网质量造成影响。此外,变频器的开关动作会产生高频辐射,可能对附近的通信设备、仪表等产生干扰。
为了提高变频器系统的电磁兼容性,设计者通常采取以下措施:
- 使用滤波器:在输入和输出端安装滤波器可以有效降低谐波电流和高频噪声,改善电源质量。
- 屏蔽与接地:对变频器的控制电路进行屏蔽处理,减少电磁辐射;确保设备的良好接地,有助于将干扰导入大地。
- 选择合适的布线:合理布局电源线和信号线,避免相互干扰;增加线路间的距离,减少串扰。
- 控制策略优化:改进控制算法,降低开关频率,减少高频谐波的产生。
- 设备隔离:通过光电耦合器等隔离元件,减少干扰的传播。
通过上述措施,可以显著提高变频器系统的抗干扰性和干扰性,使其在复杂的工业环境中稳定、高效地工作,同时也减少了对周围设备的影响,确保整个系统的电磁兼容性。
总结,交流变频器系统的电磁兼容性是确保设备可靠运行和工业环境和谐共存的关键。理解并解决EMC问题,对于优化变频器的设计和应用至关重要。在实际工程中,我们需要结合具体工况,采取相应的抗干扰和减小干扰的策略,以实现最佳的变频器性能和系统稳定性。"