帶您學習變頻器維修干擾具體解決方法
變頻器相信對于大多數的電力工作人員而言都不陌生，在工業生產和居民的生活中，因變頻器節能效果明顯，調節方便，維護簡單，網絡化等優點，越來越廣泛的采用變頻器驅動的電動機系統，但 是由于變頻器特殊的工作方式帶來的干擾越來越不容忽視。
一，變頻器干擾的來源。
變頻器干擾產生的原因主要有:
1，是變頻器中普遍使用了晶閘管或者整流二極管等非線性整流器件, 其產生的諧波對電網將產生傳導干擾, 引起電網電壓畸變 (電壓畸變率用 THDv 表示, 變頻器產生諧波引起的 THDv 在 10~40%左右),影響電網的供電質量。
2，是變頻器的輸出部分一般采用的是 IGBT 等開關器件,在輸出能量的同時將在輸出線上產生較強的電磁輻射干擾,影響周邊電器的正常工作。
二、諧波和電磁輻射對電網及其它系統的危害:
1.諧波使電網中的電器元件產生了附加的諧波損耗,降低了輸變電及用電設備的效率。
2. 諧波可以通過電網傳導到其它的用電器, 影響了許多電氣設備的正常運行, 比如諧波會使變壓器產生機械振動, 使其局部過熱,絕緣老化,壽命縮短,以至于損壞;還有傳導來的諧波會干擾電器設備內部軟件或硬件的正常運轉。
3.諧波會引起電網中局部的串聯或并聯諧振,從而使諧波放大。
4.諧波或電磁輻射干擾會導致繼電器保護裝置的誤動作,使電氣儀表計量不準確,甚至無法正常工作。
5.電磁輻射干擾使經過變頻器輸出導線附近的控制信號、檢測信號等弱電信號受到干擾,嚴重時使系統無法得到 正確的檢測信號,或使控制系統紊亂。
一般來講,變頻器對電網容量大的系統影響不十分明顯,這也就是諧波不被大多數用戶重視的原因。但對系統容 量小的系統,諧波產生的干擾就不能忽視。
三，減少變頻器諧波對其它設備影響的方法：
1.增加交流 /直流電抗器。
采用交流 /直流電抗器后,進線電流的 THDv 大約降低 30%~50%,是不加電抗器諧波電流的一半左右 。
2.多相脈沖整流。
在條件具備, 或者要求產生的諧波限制在比較小的情況下, 可以采用多相整流的方法。 12相脈沖整流 THDv 大約為 10%~15%, 18相脈沖整流的 THDv 約為 3%~8%,滿足 EN61000-3-12和 IEEE519-1992嚴格標準的要求。缺點是需要專用 變壓器和整流器,不利于設備改造,價格較高。
3.無源濾波器。
采用無源濾波器后, 滿載時進線中的 THDv 可降至 5%~10%, 技術成熟, 價格適中。適用于所有負載下的 THDv<30%的情況。點是輕載時功率因數會降低。
4.輸出電抗器。
也可以采用在變頻器到電動機之間增加交流電抗器的方法,主要目的：是減少變頻器的輸出,在能量傳輸過程中, 線路產生的電磁輻射。該電抗器安裝在距離變頻器近的地方,盡量縮短與變頻器的引線距離。如果使用鎧裝電纜作為變頻器與電動機的連線時,可不使用這方法,但要做到電纜的鎧在變頻器和電動機端可靠接地,而且接地的鎧要原樣不動接地,不能扭成繩或辨,不能用其它導線延長,變頻器側要接在變頻器的地線端子上,再將變頻器接地 。
四、減少或削弱變頻器諧波及電磁輻射對設備干擾的方法。
上面介紹的方法是減少變頻器工作時對外設備的影響,但并不是消除了變頻器的對外干擾,如果想進一步提高其它設備對變頻器諧波和電磁輻射的免疫能力,尤其是在變頻器(品牌不同,產生的干擾程度可能不一樣)干擾較嚴重 的場合中常用的方法通常有以下幾種:
1. 使用隔離變壓器。
使用隔離變壓器主要是應對來自于電源的傳導干擾。使用具有隔離層的隔離變壓器,可以將絕大部分的傳導干擾 阻隔在隔離變壓器之前。同時還可以兼有電源電壓變換的作用。隔離變壓器常用于控制系統中的儀表，PLC ,以及其它低壓小功率用電設備的抗傳導干擾。
2.使用濾波模塊或組件。
目前市場中有很多專門用于抗傳導干擾的濾波器模塊或組件,這些濾波器具有較強的抗干擾能力,同時還具有防止用電器本身的干擾傳導給電源,有些還兼有尖峰電壓吸收功能,對各類用電設備有很多好處。
常用的為雙孔磁芯濾波器的結構。還有單孔磁芯的濾波器,其濾波能力較雙孔的弱些,但成本較低。
3.選用具有開關電源的儀表等低壓設備。
一般開關電源的抗電源傳導干擾的能力都比較強,因為在開關電源的內部也都采用了有關的濾波器。因此在選用 控制系統的電源設備,或者選用控制用電器的時候,盡量采用具有開關電源類型的。
4. 作好信號線的抗干擾。
信號線承擔了檢測信號和控制信號的傳輸任務,毋庸置疑,信號傳輸的質量直接影響到整個控制系統的準確性、 穩定性和可靠性,因此做好信號線的抗干擾是十分必要的。
對于信號線上的干擾主要是來自空間的電磁輻射,有常態干擾和共模干擾兩種。
常態干擾的抑制：常態干擾是指疊加在測量信號線上的干擾信號,這種干擾大多是頻率較高的交變信號,其來源一 般是耦合干擾。
抑制常態干擾的方法有:
(1)在輸入回路接 RC 濾波器或雙 T 濾波器。
(2)盡量采用雙積分式 A/D轉換器,由于這種積分器工作的特點,具有的消除高頻干擾的作用。
(3)將電壓信號轉換成電流信號再傳輸的方式,對于常態的干擾有強的抑制作用。
共模干擾的抑制：共模干擾是指信號線上共有的干擾信號, 一般是由于被測信號的接地端與控制系統的接地端存在 的電位差所制,這種干擾在兩條信號線上的周期、幅值基本相等,所以采用上面的方法無法消除或抑制。
對共模干擾的抑制方法如下:
（1）采用雙差分輸入的差動放大器,這種放大器具有很高的共模抑制比。
（2）把輸入線姣合，姣合的雙絞線能降低低共模干擾,由于改變了導線電磁感應 e 的方向,從而使其感應互相抵消。
（3）采用光電隔離的方法,可以消除共模干擾。
（4）使用屏蔽線時,屏蔽層只有一端接地。因為若兩端接地,由于接地電位差在屏蔽層內會流過電流而產生干擾, 因此只要端接地即可防止干擾。
無論是為了抑制常態干擾還是抑制共模干擾,都還應該做到以下幾點:
(1)輸入線路要盡量短。
(2)配線時避免和動力線接近,信號線與動力線分開配線,把信號線放在有屏蔽的金屬管內,或者動力線和信號線 分開距離要在 40cm 以上。
(3)為了避免信號失真,對于較長距離傳輸的信號要注意阻抗匹配。
5.在使用以單片機、 PLC 、計算機等為核心的控制系統中,編制軟件的時候,可以適當增加對檢測信號和輸出控 制部分的軟件濾波,以增強系統自身的抗干擾能力。
五、變頻器抗干擾總結：
干擾的分布參數是很復雜的,因此在抗干擾時,應當采用適當的措施,既要考慮效果,又要考慮價格因素,還要因現場情況而定。采用的措施只要能解決問題即可,往往過多的抗干擾措施有可能會產生額外的干擾,具體情況具體解決。說的不恰當的地方還請多指點，感謝！希望和大家一起交流學習電氣電工知識！
