關(guān)于變頻器干擾的探討

1　引言
隨著變頻器在各行各業(yè)的廣泛應(yīng)用，其調(diào)速范圍寬，精度高，節(jié)能效果好，系統(tǒng)穩(wěn)定可靠等一系列優(yōu)點(diǎn)，給企業(yè)帶來(lái)了顯著經(jīng)濟(jì)效益，但也使人們深深體會(huì)到它帶來(lái)的干擾問(wèn)題，嚴(yán)重時(shí)會(huì)使生產(chǎn)無(wú)法正常進(jìn)行，象這類變頻器干擾問(wèn)題，原因查找起來(lái)比較困難，給人們帶來(lái)了不便，下面是我在實(shí)際應(yīng)用中的一點(diǎn)體會(huì)，供大家探討。
變頻器干擾問(wèn)題一般分為三類:
（1） 變頻器自身干擾;
（2） 外界設(shè)備產(chǎn)生的電磁波對(duì)變頻器干擾;
（3） 變頻器對(duì)其它弱電設(shè)備干擾。
2　干擾形成的原因、主要表現(xiàn)及解決辦法
2.1 干擾形成的原因
變頻器主要由整流電路，逆變電路，控制電路組成，其中整流電路和逆變電路由電力電子器件組成，電力電子器件具有非線性特性，當(dāng)變頻器運(yùn)行時(shí)，它要進(jìn)行快速開(kāi)關(guān)動(dòng)作，因而產(chǎn)生高次諧波，這樣變頻器輸出波形除基波外還含有大量高次諧波。無(wú)論是哪一種干擾類型，高次諧波是變頻器產(chǎn)生干擾的主要原因。
2.2 干擾的主要表現(xiàn)
變頻器出現(xiàn)干擾的主要表現(xiàn)是:
（1） 電機(jī)速度不穩(wěn), 時(shí)快時(shí)慢;
（2） 電機(jī)有時(shí)自動(dòng)停機(jī);
（3） 操作任何按鈕（包括變頻器上按鈕）電機(jī)都停不下來(lái)。
2.3 解決干擾的辦法
（1） 接地端子以“第三種方式”接地（單獨(dú)接地）, 接地線愈短愈好, 而且必須接地良好;
（2） 控制回路線使用屏蔽線，而且屏蔽線遠(yuǎn)端屏蔽層懸空，近端接地;
（3） 根據(jù)產(chǎn)品要求, 合理布線, 強(qiáng)電和弱電分離, 保持一定距離, 避免變頻器動(dòng)力線與信號(hào)線平行布線, 應(yīng)分散布線;
（4） 增加抗無(wú)線干擾濾波器，變頻器輸入和輸出抗干擾濾波器或電抗器;
（5） 采取防止電磁感應(yīng)的屏蔽措施，甚至可將變頻器用金屬鐵箱屏蔽起來(lái);
（6） 適當(dāng)降低載波頻率;
（7） 若用通訊功能，RS485通訊線用雙絞線。
3　干擾源分析及抗干擾措施
3.1 變頻器本身的干擾
電機(jī)經(jīng)常停不下來(lái)，按任何按鈕（包括變頻器上按鈕）都不管用，經(jīng)查配電柜里接地地線沒(méi)有連接到大地。我們國(guó)家供電系統(tǒng)一般都是三相四線制，若工廠電力變壓器中性點(diǎn)直接接地（即電源接地形式為T(mén)N或TT），可以把配電柜里地線連接到中性線上。一些鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)不重視地線連接，機(jī)床出廠時(shí)，按照GB/T5226.1-1996標(biāo)準(zhǔn),地線與中性線是嚴(yán)格分開(kāi)的，配電柜里中性線有專用接線端子“N”，地線有專用接地螺釘。由于該用戶從變壓器過(guò)來(lái)三根相線和一根中性線，只把中性線接到“N”端子上，而地線沒(méi)有和中性線相連，雖說(shuō)控制線使用了屏蔽線，屏蔽層也接到了接地螺釘，但沒(méi)有和大地相連, 起不到屏蔽作用，導(dǎo)致了變頻器因干擾失控電機(jī)停不下來(lái)。把配電柜里中性線和地線連接后即恢復(fù)正常，也可以把配電柜里地線直接接到大地。許多用戶都是采取把地線與中性線相連的辦法，但是采用這種辦法存在弊端，就是假如中性線斷開(kāi), 啟動(dòng)機(jī)床某一動(dòng)作, 可能使機(jī)床帶電, 對(duì)人身造成安全危脅。這種干擾屬于變頻器本身干擾類型。
3.2 外界設(shè)備對(duì)變頻器的干擾
電機(jī)偶爾停不下來(lái)，經(jīng)檢查屏蔽層接地正確良好，降低載波頻率不起作用。變頻器輸入側(cè)及輸出側(cè)加磁環(huán)濾波器不起作用，后來(lái)發(fā)現(xiàn)，機(jī)床配電柜相鄰房間是動(dòng)力配電室，變頻器離配電室配電柜大約有1.5m，全廠有3臺(tái)30kW電爐和兩臺(tái)45kW機(jī)床用電機(jī)，配電室配電柜有大電流流過(guò)，在電流周?chē)休^強(qiáng)磁場(chǎng)，干擾了變頻器正常工作，把機(jī)床配電柜遠(yuǎn)離配電室后即恢復(fù)正常，這屬于外界設(shè)備對(duì)變頻器干擾。
3.3 變頻器對(duì)外界設(shè)備的干擾
起動(dòng)變頻器后，機(jī)床報(bào)警，經(jīng)查找，電機(jī)線和監(jiān)視電機(jī)的接近開(kāi)關(guān)線穿在一根管里，接近開(kāi)關(guān)接在PC機(jī)的輸入端，當(dāng)起動(dòng)變頻器后，高次諧波干擾了接近開(kāi)關(guān)信號(hào)，使PC機(jī)誤動(dòng)作，產(chǎn)生機(jī)床報(bào)警，把穿在同一根管里的接近開(kāi)關(guān)線或電機(jī)線任何一種改為屏蔽線后即恢復(fù)正常，這屬于變頻器對(duì)外界弱電設(shè)備干擾。
3.4 高次諧波對(duì)電源的干擾
同一個(gè)車(chē)間有幾臺(tái)設(shè)備，有變頻調(diào)速的，有直流調(diào)速的，當(dāng)起動(dòng)變頻調(diào)速后，相鄰直流調(diào)速設(shè)備速度不穩(wěn)，時(shí)快時(shí)慢，這是由于輸入側(cè)高次諧波引起的，在輸入側(cè)加電抗器后即恢復(fù)正常，這是屬于高次諧波對(duì)電源的影響。
4　結(jié)束語(yǔ)
隨著現(xiàn)代工業(yè)的快速發(fā)展，變頻器的使用越來(lái)越廣泛，但頻器干擾問(wèn)題給我們的生產(chǎn)帶來(lái)了不便，為了使變頻器調(diào)速系統(tǒng)及周?chē)O(shè)備能穩(wěn)定可靠地工作，作為一名工程技術(shù)人員應(yīng)該在設(shè)計(jì)及施工時(shí)給予充分的考慮，希望本文能在這方面提供一些幫助。