变频器调速技术是集自动控制、微电子、电力电子、通信等技术于一体的高科技技术。它以很好的调速、节能性能,在各行各业中获得了广泛的应用。它的非线性、冲击性的用电方式，带来的干扰问题也受人们的关注。变频器产生的干扰主要有三种:对电子设备的干扰、对通信设备的干扰及对无线电等产生的干扰。对计算机和自动控制装置等电子设备产性的干扰主要是感应干扰;对通信设备和无线电等产生的干扰为放射干扰。如果变频器的干扰问题解决不好,不但系统无法可靠运行,还会影响其他电子、电气设备的正常工作。因此有必要对变频器应用系统中的干扰问题进行探讨,以促进其进一步的推广 应用。下面主要讨论变频器的干扰产生以及干扰途径。

一：变频器的干扰产生
要探讨变频器的干扰问题,首先要了解变频器的工作原理,从结构上来看,频器有直接变频器和间接变频器之分。直接变频器是将I频电流直接变换成可控频率的交流,没有中间的直流环节。它的每相都是- -个两组晶闸管整流装反并联的可逆电路。反两组按-定周期相互切换,在负荷上就获得了交变输出的电压UO , UO的幅值决定于各整流装置的控制角,频率决定于两组整流装置的切换频率。目前应用较多的还是间接变频器。间接变频器是将工频电流通过整流器变成直流,然后再经过逆变器将直流变换成可控频率的交流。
间接变频器有三种不同的结构方式:
( 1 )可控整流器变压,用逆变器变频,调压和调频分别是在两个环节上进行,两者要在控制电路上协调配合;
( 2 )胚控整流器整流斩波器珏,逆变器变频,这种变频器整流环节用斩波器,用脉宽调压;
( 3 )鈈控整流器整流,用PWM逆变器变频,这种变频器只有采可控关断的全控式器件(如IGBT等),输出波形才会非常逼近正弦波。无论哪一种变频器,都大量使釕了晶闸管等非线性电力电子元件,不管采用哪种整流方式,变频器从电网中吸取能量的方式都不是连续的正弦波,而是以脉动的断续方式向电网索取电流,这种脉动电流和电网的沿路阻抗共同形成脉动电压降叠加在电网的电压上, 使电压发生畸变,经傅里叶级数分析可知,这种非同期正弦波电流是由于频率相同的基波和频率大于基波频率的谐波组成。

二：变频器的干扰途径
变频器能产生功率较大的谐波,对系统其他设备干扰性较强。斯扰途径与-般电磁干扰途径是一致的,要分电磁辐射、传导、感应耦合。具体为:①对周围的电子、电气设备产生电磁辐射;②对直接驱动的电动机产生电磁噪声,使得电动机铁耗和铜耗增加,并传导干扰到电源,通过配电网络传导给系统其他设备;③变频器对相邻的其他线路产性感应耦合,感应出干扰电压或电流。同样,统内的干扰信号通过相同的途径干扰变频器的正常工作。下面分别加以分析。

(1)电磁辐射
变频器如果不是处在一个全封闭的金属外壳内,它就可以通过空间向外辐射电磁波。其辐射场强取决于干扰源的电流强度装置的等效辐射阻抗以及干扰源的发射频率。变频器的整流桥对电网来说是非线性负载,它所产性的谐波对接入同-电网的其它电子、气设备产生谐波干扰。变频器的逆变桥大多采用PWM技术,当根据给定频率和幅值指令产生预期的和重复的开关模式时,其输出的电压和电流的功率谱是离散的,粗带有与开关频率相应的高次谐波群。
高载波频率和场控开关器件的高速切换( dv/dt可达1kV/μs以上)所弓|起的辐射干扰问题相当突出。当变频器的金 属外壳带有缝隙或孔洞,则辐射强度与干扰信号的波长有关,当孔洞的大小与电磁波的波长接近时, 会形成干扰辐射源向四周辐射。而辐射场中的金属物体还可能形成二次辐射。同样,变频器外部的辐射也会干扰变频器的正常工作。

(2)传导
上述的电磁干扰除了通过与其相连的导线向外部发射,也可以通过阻抗耦合或接地回路耦合将干扰带入其它电路。与辐射干扰相比,其传播的路程可以很远。比较典型的传播途径是:接自工业低压网络的变频器所产生的干扰信号将沿着配电变压器进入中压网络,并沿着其它的配电变乐器终又讲入民用低压配电网络. 使接自民用配申母线的电气设备成为沅程的受害者。

(3 )感应耦合
感应耦合是介于辐射与传导之间的第三条传播途径。当干扰源的频率较低时,干扰的电磁波辐射能力相当有限,而该干扰源又不直接与其它导体连接,但此时的电磁干扰能量可以通过变频器的输入、输出导线与其相邻的其他导线或导体产生感应耦合,在邻近导线或导体内感应出干扰电流或电压。感应耦合可以由导体间的电容耦合的形式出现,也可以由电感耦合的形式或电容、电感混合的形式出现,这与干扰源的频率以及与相导体的距离等因素有关。





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