• 變頻調速係統中主要電磁幹擾源
• 變頻調速係統中電磁幹擾的途徑
• 抗電磁幹擾的措施
• 變頻係統設計問題總結

• 線路隔離
• 設置電源噪聲濾波器
• 使用屏蔽罩隔離

變頻調速係統的主要電磁幹擾源及途徑

1　主要電磁幹擾源

電磁幹擾也稱電磁騷擾 （EMI）
，是shi以yi外wai部bu噪zao聲sheng和he無wu用yong信xin號hao在zai接jie收shou中zhong所suo造zao成cheng的de電dian磁ci幹gan擾rao
，通tong常chang是shi通tong過guo電dian路lu傳chuan導dao和he以yi場chang的de形xing式shi傳chuan播bo的de。變bian頻pin器qi的de整zheng流liu橋qiao對dui電dian網wang來lai說shuo是shi非fei線xian性xing負fu載zai，它ta所suo產chan生sheng的de諧xie波bo會hui對dui同tong一yi電dian網wang的de其qi他ta電dian子zi、電氣設備產生諧波幹擾。另外，變頻器的逆變器大多采用PWM技術
，當其工作於開關模式並作高速切換時，產生大量耦合性噪聲。因此，變頻器對係統內其他的電子
、電氣設備來說是一個電磁幹擾源。另一方麵，電網中的諧波幹擾主要通過變頻器的供電電源幹擾變頻器。電網中存在大量諧 波源，如各種整流設備、交直流互換設備、電子電壓調整設備、非線性負載及照明設備等。這些負荷都使電網中的電壓、電dian流liu產chan生sheng波bo形xing畸ji變bian，從cong而er對dui電dian網wang中zhong其qi他ta設she備bei產chan生sheng危wei害hai的de幹gan擾rao。變bian頻pin器qi的de供gong電dian電dian源yuan受shou到dao來lai自zi被bei汙wu染ran的de交jiao流liu電dian網wang的de幹gan擾rao後hou，若ruo不bu加jia以yi處chu理li，電dian網wang噪zao聲sheng就jiu會hui通tong過guo電dian網wang電dian源yuan電dian路lu幹gan擾rao變bian頻pin器qi。供gong電dian電dian源yuan對dui變bian頻pin器qi的de幹gan擾rao主zhu 要有過壓、欠壓、瞬時掉電
；浪湧
、跌落；尖峰電壓脈衝；射頻幹擾。其次，共模幹擾通過變頻器的控製信號線也會幹擾變頻器的正常工作。

2.電磁幹擾的途徑

變頻器能產生功率較大的諧波，對係統其他設備幹擾性較強。其幹擾途徑與一般電磁幹擾途徑是一致的，主要分電磁輻射、傳導
、感應耦合。具體為：①對周 圍的電子、電氣設備產生電磁輻射；②對直接驅動的電動機產生電磁噪聲
，使得電動機鐵耗和銅耗增加
，並傳導幹擾到電源，通過配電網絡傳導給係統其他設備
；③ 變bian頻pin器qi對dui相xiang鄰lin的de其qi他ta線xian路lu產chan生sheng感gan應ying耦ou合he，感gan應ying出chu幹gan擾rao電dian壓ya或huo電dian流liu。同tong樣yang，係xi統tong內nei的de幹gan擾rao信xin號hao通tong過guo相xiang同tong的de途tu徑jing幹gan擾rao變bian頻pin器qi的de正zheng常chang工gong作zuo。下xia麵mian分fen別bie加jia以yi分fen析xi。

a.電磁輻射

變頻器如果不是處在一個全封閉的金屬外殼內，它就可以通過空間向外輻射電磁波。其輻射場強取決於幹擾源的電流強度
、裝置的等效輻射阻抗以及幹擾源的 發射頻率。變頻器的整流橋對電網來說是非線性負載，它所產生的諧波對接入同一電網的其它電子、電氣設備產生諧波幹擾。變頻器的逆變橋大多采用PWM技術， danggenjugeidingpinlvhefuzhizhilingchanshengyuqidehezhongfudekaiguanmoshishi，qishuchudedianyahedianliudegonglvpushilisande
，bingqiedaiyouyukaiguanpinlvxiangyingdegaocixieboqun。gaozaibopinlvhechangkongkaiguanqijiandegaosuqiehuan（dv/dt可達1kV/μs以上）所引起的輻射幹擾問題相當突出。

當dang變bian頻pin器qi的de金jin屬shu外wai殼ke帶dai有you縫feng隙xi或huo孔kong洞dong，則ze輻fu射she強qiang度du與yu幹gan擾rao信xin號hao的de波bo長chang有you關guan，當dang孔kong洞dong的de大da小xiao與yu電dian磁ci波bo的de波bo長chang接jie近jin時shi，會hui形xing成cheng幹gan擾rao輻fu射she源yuan向xiang四si周zhou輻fu射she。而er輻fu射she場chang中zhong的de金jin屬shu物wu體ti還hai可ke能neng形xing成cheng二er次ci輻fu射she。同tong樣yang，變bian頻pin器qi外wai部bu的de輻fu射she也ye會hui幹gan擾rao變bian頻pin器qi的de正zheng常chang工gong作zuo。[page]
b.傳導

shangshudedianciganraochuletongguoyuqixiangliandedaoxianxiangwaibufashe
，yekeyitongguozukangouhehuojiedihuiluouhejiangganraodairuqitadianlu。yufusheganraoxiangbi，qichuanbodeluchengkeyihenyuan。 比較典型的傳播途徑是：jiezigongyediyawangluodebianpinqisuochanshengdeganraoxinhaojiangyanzhepeidianbianyaqijinruzhongyawangluo，bingyanzheqitadepeidianbianyaqizuizhongyoujinruminyongdiyapeidianwangluo，shijieziminyongpeidianmuxiandedianqishebeichengweiyuanchengdeshouhaizhe。

c.感應耦合

感(gan)應(ying)耦(ou)合(he)是(shi)介(jie)於(yu)輻(fu)射(she)與(yu)傳(chuan)導(dao)之(zhi)間(jian)的(de)第(di)三(san)條(tiao)傳(chuan)播(bo)途(tu)徑(jing)。當(dang)幹(gan)擾(rao)源(yuan)的(de)頻(pin)率(lv)較(jiao)低(di)時(shi)，幹(gan)擾(rao)的(de)電(dian)磁(ci)波(bo)輻(fu)射(she)能(neng)力(li)相(xiang)當(dang)有(you)限(xian)

，而(er)該(gai)幹(gan)擾(rao)源(yuan)又(you)不(bu)直(zhi)接(jie)與(yu)其(qi)它(ta)導(dao)體(ti)連(lian)接(jie)，但(dan)此(ci)時(shi) 的電磁幹擾能量可以通過變頻器的輸入
、輸shu出chu導dao線xian與yu其qi相xiang鄰lin的de其qi他ta導dao線xian或huo導dao體ti產chan生sheng感gan應ying耦ou合he，在zai鄰lin近jin導dao線xian或huo導dao體ti內nei感gan應ying出chu幹gan擾rao電dian流liu或huo電dian壓ya。感gan應ying耦ou合he可ke以yi由you導dao體ti間jian的de電dian容rong耦ou合he的de形xing式shi出chu現xian，也ye可ke以yi由you電dian感gan耦ou合he的de形xing式shi或huo電dian容rong、電感混合的形式出現，這與幹擾源的頻率以及與相鄰導體的距離等因素有關。

3.抗電磁幹擾的措施

據電磁性的基本原理，形成電磁幹擾（EMI）須具備電磁幹擾源、電磁幹擾途徑、對dui電dian磁ci幹gan擾rao敏min感gan的de係xi統tong等deng三san個ge要yao素su。為wei防fang止zhi幹gan擾rao，可ke采cai用yong硬ying件jian和he軟ruan件jian的de抗kang幹gan擾rao措cuo施shi。其qi中zhong
，硬ying件jian抗kang幹gan擾rao是shi最zui基ji本ben和he最zui重zhong要yao的de抗kang幹gan擾rao措cuo施shi
，一yi般ban從cong抗kang和he防fang兩liang方fang麵mian入ru手shou來lai抑yi製zhi幹gan擾rao，其qi總zong原yuan則ze是shi抑yi製zhi和he消xiao除chu幹gan擾rao源yuan
、切斷幹擾對係統的耦合通道、 降低係統對幹擾信號的敏感性。具體措施在工程上可采用隔離、濾波
、屏蔽
、接地等方法。

a.隔離

所suo謂wei幹gan擾rao的de隔ge離li是shi指zhi從cong電dian路lu上shang把ba幹gan擾rao源yuan和he易yi受shou幹gan擾rao的de部bu分fen隔ge離li開kai來lai，使shi它ta們men不bu發fa生sheng電dian的de聯lian係xi。在zai變bian頻pin調tiao速su傳chuan動dong係xi統tong中zhong，通tong常chang是shi在zai電dian源yuan和he放fang大da器qi電dian路lu之zhi間jian的de電dian源yuan線xian上shang采cai用yong隔ge離li變bian壓ya器qi以yi免mian傳chuan導dao幹gan擾rao
，電dian源yuan隔ge離li變bian壓ya器qi可ke應ying用yong噪zao聲sheng隔ge離li變bian壓ya器qi。

b.濾波

設she置zhi濾lv波bo器qi的de作zuo用yong是shi為wei了le抑yi製zhi幹gan擾rao信xin號hao從cong變bian頻pin器qi通tong過guo電dian源yuan線xian傳chuan導dao幹gan擾rao到dao電dian源yuan及ji電dian動dong機ji。為wei減jian少shao電dian磁ci噪zao聲sheng和he損sun耗hao
，在zai變bian頻pin器qi輸shu出chu側ce可ke設she置zhi輸shu出chu濾lv波bo器qi。為wei減jian少shao對dui電dian源yuan的de幹gan擾rao，可ke在zai變bian頻pin器qi輸shu入ru側ce設she置zhi輸shu入ru濾lv波bo器qi。若ruo線xian路lu中zhong有you敏min感gan電dian子zi設she備bei
，可ke在zai電dian源yuan線xian上shang設she置zhi電dian源yuan噪zao聲sheng濾lv波bo器qi，以yi免mian傳chuan導dao幹gan擾rao。

c.屏蔽

屏(ping)蔽(bi)幹(gan)擾(rao)源(yuan)是(shi)抑(yi)製(zhi)幹(gan)擾(rao)的(de)最(zui)有(you)效(xiao)的(de)方(fang)法(fa)。通(tong)常(chang)變(bian)頻(pin)器(qi)本(ben)身(shen)用(yong)鐵(tie)殼(ke)屏(ping)蔽(bi)，不(bu)讓(rang)其(qi)電(dian)磁(ci)幹(gan)擾(rao)泄(xie)漏(lou)。輸(shu)出(chu)線(xian)最(zui)好(hao)用(yong)鋼(gang)管(guan)屏(ping)蔽(bi)，特(te)別(bie)是(shi)以(yi)外(wai)部(bu)信(xin)號(hao)控(kong)製(zhi)變(bian)頻(pin)器(qi)時(shi)，要(yao)求(qiu) 信號線盡可能短（一般為20m以內），且(qie)信(xin)號(hao)線(xian)采(cai)用(yong)雙(shuang)芯(xin)屏(ping)蔽(bi)，並(bing)與(yu)主(zhu)電(dian)路(lu)及(ji)控(kong)製(zhi)回(hui)路(lu)完(wan)全(quan)分(fen)離(li)
，不(bu)能(neng)放(fang)於(yu)同(tong)一(yi)配(pei)管(guan)或(huo)線(xian)槽(cao)內(nei)，周(zhou)圍(wei)電(dian)子(zi)敏(min)感(gan)設(she)備(bei)線(xian)路(lu)也(ye)要(yao)求(qiu)屏(ping)蔽(bi)。為(wei)使(shi)屏(ping)蔽(bi)有(you)效(xiao)，屏(ping)蔽(bi)罩(zhao)必(bi)須(xu)可(ke)靠(kao)接(jie)地(di)。

d.接地

實(shi)踐(jian)證(zheng)明(ming)，接(jie)地(di)往(wang)往(wang)是(shi)抑(yi)製(zhi)噪(zao)聲(sheng)和(he)防(fang)止(zhi)幹(gan)擾(rao)的(de)重(zhong)要(yao)手(shou)段(duan)。良(liang)好(hao)的(de)接(jie)地(di)方(fang)式(shi)可(ke)在(zai)很(hen)大(da)程(cheng)度(du)上(shang)抑(yi)製(zhi)內(nei)部(bu)噪(zao)聲(sheng)的(de)耦(ou)合(he)，防(fang)止(zhi)外(wai)部(bu)幹(gan)擾(rao)的(de)侵(qin)入(ru)，提(ti)高(gao)係(xi)統(tong)的(de)抗(kang)幹(gan)擾(rao)能(neng) 力。變頻器的接地方式有多點接地
、一點接地及經母線接地等幾種形式
，要根據具體情況采用，要注意不要因為接地不良而對設備產生幹擾。
單點接地指在一個電路或裝置中，隻有一個物理點定義為接地點。在低頻下的性能好；多點接地是指裝置中的各個接地點都直接接到距它最近的接地點。在高頻下的性能好；混合接地是根據信號頻率和接地線長度，係統采用單點接地和多點接地共用的方式。變頻器本身有專用接地端子PEduan，conganquanhejiangdizaoshengdexuyaochufa
，bixujiedi。jibunengjiangdixianjiezaidianqishebeidewaikeshang，yebunengjiezailingxianshang。keyongjiaocudeduanxianyiduanjiedaojiediduanziPE端，另一端與接地極相連，接地電阻取值<100Ω
，接地線長度在20m以(yi)內(nei)，並(bing)注(zhu)意(yi)合(he)理(li)選(xuan)擇(ze)接(jie)地(di)極(ji)的(de)位(wei)置(zhi)。當(dang)係(xi)統(tong)的(de)抗(kang)幹(gan)擾(rao)能(neng)力(li)要(yao)求(qiu)較(jiao)高(gao)時(shi)
，為(wei)減(jian)少(shao)對(dui)電(dian)源(yuan)的(de)幹(gan)擾(rao)
，在(zai)電(dian)源(yuan)輸(shu)入(ru)端(duan)可(ke)加(jia)裝(zhuang)電(dian)源(yuan)濾(lv)波(bo)器(qi)。為(wei)抑(yi)製(zhi)變(bian)頻(pin)器(qi)輸(shu)入(ru)側(ce)的(de)諧(xie)波(bo)電(dian)流(liu)，改(gai)善(shan)功(gong)率(lv)因(yin)數(shu)，可(ke)在(zai)變(bian)頻(pin)器(qi)輸(shu)入(ru)端(duan)加(jia)裝(zhuang)交(jiao)流(liu)電(dian)抗(kang)器(qi)
，選(xuan)用(yong)與(yu)否(fou)可(ke)視(shi)電(dian)源(yuan)變(bian)壓(ya)器(qi)與(yu)變(bian)頻(pin)器(qi)容(rong)量(liang)的(de)匹(pi)配(pei)情(qing)況(kuang)及(ji)電(dian)網(wang)允(yun)許(xu)的(de)畸(ji)變(bian) 程度而定
，一般情況下采用為好。為改善變頻器輸出電流，減少電動機噪聲
，可在變頻器輸出端加裝交流電抗器。圖1為一般變頻調速傳動係統抗幹擾所采取措施。

               

以上抗幹擾措施可根據係統的抗幹擾要求來合理選擇使用。若係統中含控製單元如微機等，還須在軟件上采取抗幹擾措施。[page]
 e.正確安裝

youyubianpinqishuyujingmidegonglvdianlidianzichanpin，qixianchanganzhuanggongyidehaohuaiyeyingxiangzhebianpinqidezhengchanggongzuo。zhengquedeanzhuangkeyiquebaobianpinqianquanhewuguzhangyunxing。bianpinqiduianzhuanghuanjingyaoqiujiaogao。yibanbianpinqishiyongshouceguidingwendufanweiweizuidiwendu-10℃，最高溫度不超過50℃；變頻器的安裝海拔高度應小於1000m，超過此規定應降容使用；變頻器不能安裝在經常發生振動的地方，對振動衝擊較大的場合，應采用加橡膠墊等防振措施；不能安裝在電磁幹擾源附近
；不能安裝在有灰塵、腐蝕性氣體等空氣汙染 的環境；不bu能neng安an裝zhuang在zai潮chao濕shi環huan境jing中zhong，如ru潮chao濕shi管guan道dao下xia麵mian，應ying盡jin量liang采cai用yong密mi封feng櫃gui式shi結jie構gou，並bing且qie要yao確que保bao變bian頻pin器qi通tong風feng暢chang通tong
，確que保bao控kong製zhi櫃gui有you足zu夠gou的de冷leng卻que風feng量liang，其qi典dian型xing的de損sun耗hao數shu一yi般ban按an變bian頻pin器qi功gong率lv的de3%來計算櫃中允許的溫升值。安裝工藝要求如下：

①　確保控製櫃中的所有設備接地良好，應該使用短、粗的接地線（最好采用扁平導體或金屬網
，因其在高頻時阻抗較低）連接到公共地線上。按國家標準規定
，其接地電阻應小於4歐姆。另外與變頻器相連的控製設備（如PLC或PID控製儀）要與其共地。

② 安裝布線時將電源線和控製電纜分開

，例如使用獨立的線槽等。如果控製電路連接線必須和電源電纜交叉，應成90°交叉布線。

③　使用屏蔽導線或雙絞線連接控製電路時，確保未屏蔽之處盡可能短，條件允許時應采用電纜套管。

④ 確保控製櫃中的接觸器有滅弧功能，交流接觸器采用R-C抑製器
，也可采用壓敏電阻抑製器
，如果接觸器是通過變頻器的繼電器控製的

，這一點特別重要。

⑤　用屏蔽和鎧裝電纜作為電機接線時

，要將屏蔽層雙端接地。

⑥　如果變頻器運行在對噪聲敏感的環境中，可以采用RFI濾波器減小來自變頻器的傳導和輻射幹擾。為達到最優效果

，濾波器與安裝金屬板之間應有良好的導電性。

3.變頻控製係統設計中應注意的其他問題

除了前麵討論的幾點以外，在變頻器控製係統設計與應用中還要注意以下幾個方麵的問題。

（1）在(zai)設(she)備(bei)排(pai)列(lie)布(bu)置(zhi)時(shi)，應(ying)該(gai)注(zhu)意(yi)將(jiang)變(bian)頻(pin)器(qi)單(dan)獨(du)布(bu)置(zhi)，盡(jin)量(liang)減(jian)少(shao)可(ke)能(neng)產(chan)生(sheng)的(de)電(dian)磁(ci)輻(fu)射(she)幹(gan)擾(rao)。在(zai)實(shi)際(ji)工(gong)程(cheng)中(zhong)，由(you)於(yu)受(shou)到(dao)房(fang)屋(wu)麵(mian)積(ji)的(de)限(xian)製(zhi)往(wang)往(wang)不(bu)可(ke)能(neng)有(you)單(dan)獨(du)布(bu)置(zhi)的(de)位(wei)置(zhi)，應(ying)盡(jin)量(liang)將(jiang)容(rong)易(yi)受(shou)幹(gan)擾(rao)的(de)弱(ruo)電(dian)控(kong)製(zhi)設(she)備(bei)與(yu)變(bian)頻(pin)器(qi)分(fen)開(kai)，比(bi)如(ru)將(jiang)動(dong)力(li)配(pei)電(dian)櫃(gui)放(fang)在(zai)變(bian)頻(pin)器(qi)與(yu)控(kong)製(zhi)設(she)備(bei)之(zhi)間(jian)。

（2）變(bian)頻(pin)器(qi)電(dian)源(yuan)輸(shu)入(ru)側(ce)可(ke)采(cai)用(yong)容(rong)量(liang)適(shi)宜(yi)的(de)空(kong)氣(qi)開(kai)關(guan)作(zuo)為(wei)短(duan)路(lu)保(bao)護(hu)，但(dan)切(qie)記(ji)不(bu)可(ke)頻(pin)繁(fan)操(cao)作(zuo)。由(you)於(yu)變(bian)頻(pin)器(qi)內(nei)部(bu)有(you)大(da)電(dian)容(rong)
，其(qi)放(fang)電(dian)過(guo)程(cheng)較(jiao)為(wei)緩(huan)慢(man)，頻(pin)繁(fan)操(cao)作(zuo)將(jiang)造(zao)成(cheng)過(guo)電(dian)壓(ya)而(er)損(sun)壞(huai)內(nei)部(bu)元(yuan)件(jian)。

（3）控製變頻調速電機啟/停通常由變頻器自帶的控製功能來實現
，不要通過接觸器實現啟/停。否則，頻繁的操作可能損壞內部元件。

（4）盡(jin)量(liang)減(jian)少(shao)變(bian)頻(pin)器(qi)與(yu)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)不(bu)必(bi)要(yao)的(de)連(lian)線(xian)，以(yi)避(bi)免(mian)傳(chuan)導(dao)幹(gan)擾(rao)。除(chu)了(le)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)與(yu)變(bian)頻(pin)器(qi)之(zhi)間(jian)必(bi)須(xu)的(de)控(kong)製(zhi)線(xian)外(wai)，其(qi)它(ta)如(ru)控(kong)製(zhi)電(dian)源(yuan)等(deng)應(ying)分(fen)開(kai)。由(you)於(yu)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)及(ji)變(bian)頻(pin)器(qi)均(jun)需(xu)要(yao)24Ｖ直zhi流liu電dian源yuan
，而er生sheng產chan廠chang家jia為wei了le節jie省sheng一yi個ge直zhi流liu電dian源yuan，往wang往wang用yong一yi個ge直zhi流liu電dian源yuan分fen兩liang路lu分fen別bie對dui兩liang個ge係xi統tong供gong電dian，有you時shi變bian頻pin器qi會hui通tong過guo直zhi流liu電dian源yuan對dui控kong製zhi係xi統tong產chan生sheng傳chuan導dao幹gan擾rao，所suo以yi在zai設she計ji中zhong或huo訂ding貨huo時shi要yao特te別bie加jia以yi說shuo明ming，要yao求qiu用yong兩liang個ge直zhi流liu電dian源yuan分fen別bie對dui兩liang個ge係xi統tong供gong電dian。

（5） 注意變頻器對電網的幹擾。變頻器在運行時產生的高次諧波會對電網產生影響


，使電網波型嚴重畸變，可能造成電網電壓降很大、dianwanggonglvyinshuhendi
，dagonglvbianpinqiyingtebiezhuyi。jiejuedefangfazhuyaoyoucaiyongwugongzidongbuchangzhuangzhiyitiaojiegonglvyinshu

，tongshikeyigenjujutiqingkuangzaibianpinqidianyuanjinxiancejiadiankangqiyijianshaoduidianwangchanshengdeyingxiang，erjinxiandiankang 器可以由變頻器供應商配套提供

，但在訂貨時要加以說明。

（6）變頻器櫃內除本機專用的空氣開關外
，不宜安置其它操作性開關電器

，以免開關噪聲入侵變頻器，造成誤動作。

（7）yingzhuyixianzhizuidizhuansu。zaidizhuansushi

，dianjizaoshengzengda，dianjilengquenenglixiajiang
，ruofuzaizhuanjujiaodahuomanzai，kenengshaohuidianji。quexudisuyunzhuandegaofuhebianpindianji，yingkaolvjiadaedinggonglv，huozengjiafuzhudeqiangfenglengque。

（8）注(zhu)意(yi)防(fang)止(zhi)發(fa)生(sheng)共(gong)振(zhen)現(xian)象(xiang)。由(you)於(yu)定(ding)子(zi)電(dian)流(liu)中(zhong)含(han)有(you)高(gao)次(ci)諧(xie)波(bo)成(cheng)分(fen)
，電(dian)機(ji)轉(zhuan)矩(ju)中(zhong)含(han)有(you)脈(mai)動(dong)分(fen)量(liang)，有(you)可(ke)能(neng)造(zao)成(cheng)電(dian)機(ji)的(de)振(zhen)動(dong)與(yu)機(ji)械(xie)振(zhen)動(dong)產(chan)生(sheng)共(gong)振(zhen)
，使(shi)設(she)備(bei)出(chu)現(xian)故(gu)障(zhang)。應(ying)在(zai)預(yu)先(xian)找(zhao)到(dao)負(fu)載(zai)固(gu)有(you)的(de)共(gong)振(zhen)頻(pin)率(lv)後(hou)
，利(li)用(yong)變(bian)頻(pin)器(qi)頻(pin)率(lv)跳(tiao)躍(yue)功(gong)能(neng)設(she)置(zhi)，躲(duo)開(kai)共(gong)振(zhen)頻(pin)率(lv)點(dian)。