中心議題：

• 變頻器幹擾的來源
• 變頻器幹擾信號的傳播方式
• 變頻調速係統的抗幹擾對策

解決方案：

• 從電路上把幹擾源和易受幹擾的部分隔離
• 在係統線路中設置濾波器
• 正確的接地

在各種工業控製係統中，隨著變頻器等電力電子裝置的廣泛使用
，係統的電磁幹擾（EMI）日益嚴重，相應的抗幹擾設計技術(即電磁兼容EMC)yijingbiandeyuelaiyuezhongyao。bianpinqixitongdeganraoyoushinengzhijiezaochengxitongdeyingjiansunhuai，youshisuibunengsunhuaixitongdeyingjian，danchangshiweichuliqidexitongchengxuyunxingshikong
，daozhikongzhishiling，congerzaochengshebeiheshengchanshigu。yinci
，ruhetigaoxitongdekangganraonenglihekekaoxingshizidonghuazhuangzhiyanzhiheyingyongzhongbukehushidezhongyaoneirong，yeshijisuanjikongzhijishuyingyonghetuiguangdeguanjianzhiyi。tandaobianpinqidekangganraowenti，shouxianyaolejieganraodelaiyuan、傳播方式，然後再針對這些幹擾采取不同的措施。

一
、變頻器幹擾的來源

首先是來自外部電網的幹擾。

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它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的de幹gan擾rao對dui變bian頻pin器qi主zhu要yao有youa過壓
、欠壓、瞬時掉電b浪湧、跌落c尖峰電壓脈衝d射頻幹擾。

(1)晶閘管換流設備對變頻器的幹擾

當dang供gong電dian網wang絡luo內nei有you容rong量liang較jiao大da的de晶jing閘zha管guan換huan流liu設she備bei時shi
，由you於yu晶jing閘zha管guan總zong是shi在zai每mei相xiang半ban周zhou期qi內nei的de部bu分fen時shi間jian內nei導dao通tong，容rong易yi使shi網wang絡luo電dian壓ya出chu現xian凹ao口kou，波bo形xing嚴yan重zhong失shi真zhen。它ta使shi變bian頻pin器qi輸shu入ru側ce的de整zheng流liu電dian路lu有you可ke能neng因yin出chu現xian較jiao大da的de反fan向xiang回hui複fu電dian壓ya而er受shou到dao損sun害hai
，從cong而er導dao致zhi輸shu入ru回hui路lu擊ji穿chuan而er燒shao毀hui。

(2)電力補償電容對變頻器的幹擾

電(dian)力(li)部(bu)門(men)對(dui)用(yong)電(dian)單(dan)位(wei)的(de)功(gong)率(lv)因(yin)數(shu)有(you)一(yi)定(ding)的(de)要(yao)求(qiu)，為(wei)此(ci)，許(xu)多(duo)用(yong)戶(hu)都(dou)在(zai)變(bian)電(dian)所(suo)采(cai)用(yong)集(ji)中(zhong)電(dian)容(rong)補(bu)償(chang)的(de)方(fang)法(fa)來(lai)提(ti)高(gao)功(gong)率(lv)因(yin)數(shu)。在(zai)補(bu)償(chang)電(dian)容(rong)投(tou)入(ru)或(huo)切(qie)出(chu)的(de)暫(zan)態(tai)過(guo)程(cheng)中(zhong)，網(wang)絡(luo)電(dian)壓(ya)有(you)可(ke)能(neng)出(chu)現(xian)很(hen)高(gao)的(de)峰(feng)值(zhi)
，其(qi)結(jie)果(guo)是(shi)可(ke)能(neng)使(shi)變(bian)頻(pin)器(qi)的(de)整(zheng)流(liu)二(er)極(ji)管(guan)因(yin)承(cheng)受(shou)過(guo)高(gao)的(de)反(fan)向(xiang)電(dian)壓(ya)而(er)擊(ji)穿(chuan)。

其次是變頻器自身對外部的幹擾。

變頻器的整流橋對電網來說是非線性負載，它所產生的諧波對同一電網的其它電子
、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
，當工作於開關模式且作高速切換時
，產生大量耦合性噪聲。因此變頻器對係統內其它的電子、電氣設備來說是一電磁幹擾源。

變bian頻pin器qi的de輸shu入ru和he輸shu出chu電dian流liu中zhong

，都dou含han有you很hen多duo高gao次ci諧xie波bo成cheng分fen。除chu了le能neng構gou成cheng電dian源yuan無wu功gong損sun耗hao的de較jiao低di次ci諧xie波bo外wai
，還hai有you許xu多duo頻pin率lv很hen高gao的de諧xie波bo成cheng分fen。它ta們men將jiang以yi各ge種zhong方fang式shi把ba自zi己ji的de能neng量liang傳chuan播bo出chu去qu，形xing成cheng對dui變bian頻pin器qi本ben身shen和he其qi它ta設she備bei的de幹gan擾rao信xin號hao。

(1)輸入電流的波形變頻器的輸入側是二極管整流和電容濾波電路。顯然隻有電源的線電壓UL大於電容器兩端的直流電壓UD時(shi)，整(zheng)流(liu)橋(qiao)中(zhong)才(cai)有(you)充(chong)電(dian)電(dian)流(liu)。因(yin)此(ci)，充(chong)電(dian)電(dian)流(liu)總(zong)是(shi)出(chu)現(xian)在(zai)電(dian)源(yuan)電(dian)壓(ya)的(de)振(zhen)幅(fu)值(zhi)附(fu)近(jin)，呈(cheng)不(bu)連(lian)續(xu)的(de)衝(chong)擊(ji)波(bo)形(xing)式(shi)。它(ta)具(ju)有(you)很(hen)強(qiang)的(de)高(gao)次(ci)諧(xie)波(bo)成(cheng)分(fen)。有(you)關(guan)資(zi)料(liao)表(biao)明(ming)，輸(shu)入(ru)電(dian)流(liu)中(zhong)的(de)5次諧波和7次諧波的諧波分量是最大的，分別是50HZ基波的80％和70％。

(2)輸出電壓與電流的波形絕大多數變頻器的逆變橋都采用SPWM調製方式
，其輸出電壓為占空比按正弦規律分布的係列矩形式形波
；由於電動機定子繞組的電感性質
，定子的電流十分接近於正弦波。但其中與載波頻率相等的諧波分量仍是較大的。

二、幹擾信號的傳播方式

變頻器能產生功率較大的諧波
，由於功率較大
，對係統其它設備幹擾性較強，其幹擾途徑與一般電磁幹擾途徑是一致的，主要分傳導(即電路耦合)、電磁輻射、感應耦合。具體為:首先對周圍的電子、電氣設備產生電磁輻射
；其次對直接驅動的電動機產生電磁噪聲，使得電機鐵耗和銅耗增加
；並傳導幹擾到電源，通過配電網絡傳導給係統其它設備；zuihoubianpinqiduixianglindeqitaxianluchanshengganyingouhe
，ganyingchuganraodianyahuodianliu。tongyang，xitongneideganraoxinhaotongguoxiangtongdetujingganraobianpinqidezhengchanggongzuo。

(1)電dian路lu耦ou合he方fang式shi即ji通tong過guo電dian源yuan網wang絡luo傳chuan播bo。由you於yu輸shu入ru電dian流liu為wei非fei正zheng弦xian波bo，當dang變bian頻pin器qi的de容rong量liang較jiao大da時shi
，將jiang使shi網wang絡luo電dian壓ya產chan生sheng畸ji變bian，影ying響xiang其qi他ta設she備bei工gong工gong作zuo，同tong時shi輸shu出chu端duan產chan生sheng的de傳chuan導dao幹gan擾rao使shi直zhi接jie驅qu動dong的de電dian機ji銅tong損sun、鐵損大幅增加，影響了電機的運轉特性。顯然，這是變頻輸入電流幹擾信號的主要傳播方式。
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(2)感(gan)應(ying)耦(ou)合(he)方(fang)式(shi)當(dang)變(bian)頻(pin)器(qi)的(de)輸(shu)入(ru)電(dian)路(lu)或(huo)輸(shu)出(chu)電(dian)路(lu)與(yu)其(qi)他(ta)設(she)備(bei)的(de)電(dian)路(lu)挨(ai)得(de)很(hen)近(jin)時(shi)
，變(bian)頻(pin)器(qi)的(de)高(gao)次(ci)諧(xie)波(bo)信(xin)號(hao)將(jiang)通(tong)過(guo)感(gan)應(ying)的(de)方(fang)式(shi)耦(ou)合(he)到(dao)其(qi)他(ta)設(she)備(bei)中(zhong)去(qu)。感(gan)應(ying)的(de)方(fang)式(shi)又(you)有(you)兩(liang)種(zhong)：

a電磁感應方式，這是電流幹擾信號的主要方式；
b靜電感應方式，這是電壓幹擾信號的主要方式。

(3)空中幅射方式即以電磁波方式向空中幅射，這是頻率很高的諧波分量的主要傳播方式。

三、變頻調速係統的抗幹擾對策

據電磁性的基本原理，形成電磁幹擾(EMI)須具備三要素: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)。為(wei)防(fang)止(zhi)幹(gan)擾(rao)

，可(ke)采(cai)用(yong)硬(ying)件(jian)抗(kang)幹(gan)擾(rao)和(he)軟(ruan)件(jian)抗(kang)幹(gan)擾(rao)。其(qi)中(zhong)
，硬(ying)件(jian)抗(kang)幹(gan)擾(rao)是(shi)應(ying)用(yong)措(cuo)施(shi)係(xi)統(tong)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)、切斷幹擾對係統的藕合通道、降低係統幹擾信號的敏感性。具體措施在工程上可采用隔離、濾波
、屏蔽、接地等方法。

1
、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電dian源yuan和he放fang大da器qi電dian路lu之zhi間jian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。

2、在(zai)係(xi)統(tong)線(xian)路(lu)中(zhong)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)從(cong)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)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)。在(zai)變(bian)頻(pin)器(qi)的(de)輸(shu)入(ru)和(he)輸(shu)出(chu)電(dian)路(lu)中(zhong)
，除(chu)了(le)上(shang)述(shu)較(jiao)低(di)的(de)諧(xie)波(bo)成(cheng)分(fen)外(wai)，還(hai)有(you)許(xu)多(duo)頻(pin)率(lv)很(hen)高(gao)的(de)諧(xie)波(bo)電(dian)流(liu)，它(ta)們(men)將(jiang)以(yi)各(ge)種(zhong)方(fang)式(shi)把(ba)自(zi)己(ji)的(de)能(neng)量(liang)傳(chuan)播(bo)出(chu)去(qu)，形(xing)成(cheng)對(dui)其(qi)他(ta)設(she)備(bei)的(de)幹(gan)擾(rao)信(xin)號(hao)。濾(lv)波(bo)器(qi)就(jiu)是(shi)用(yong)於(yu)削(xue)弱(ruo)頻(pin)率(lv)較(jiao)高(gao)的(de)諧(xie)波(bo)分(fen)量(liang)的(de)主(zhu)要(yao)手(shou)段(duan)。根(gen)據(ju)使(shi)用(yong)位(wei)置(zhi)的(de)不(bu)同(tong)，可(ke)分(fen)為(wei):

(1)輸入濾波器通常又有兩種：

a線路濾波器：主要由電感線流圖構成。它通過增大線路在高頻下的阻抗來削弱頻率較高的諧波電流。
b輻射濾波器：主要由高頻電容器構成。它將吸收掉頻率很高的、具有輻射能量的諧波成分。

(2)輸出濾波器也由電感線圈構成。它可以有效地削弱輸出電流中的高次諧波成分。非但起到抗幹擾的作用，且能　　削弱電動機中由高次諧波諧波電流引起的附加轉矩。對於變頻器輸出端的抗幹擾措施，必須注意以下方麵：
a變頻器的輸出端不允許接入電容器，以免在逆變管導通（關斷）瞬間，產生峰值很大的充電（或放電）電流，損害逆變管；
b當輸出濾波器由LC電路構成時，濾波器內接入電容器的一側，必須與電動機側相接。

3、屏蔽幹擾源是抑製幹擾的最有效的方法。通常變頻器本身用鐵殼屏蔽
，不讓其電磁幹擾泄漏
；輸出線最好用鋼管屏蔽
，特別是以外部信號控製變頻器時
，要求信號線盡可能短(一般為20m以內)，且信號線采用雙芯屏蔽
，並與主電路線(AC380V)及控製線(AC220V)完全分離，決不能放於同一配管或線槽內，周圍電子敏感設備線路也要求屏蔽。為使屏蔽有效，屏蔽罩必須可靠接地。

4、正確的接地既可以使係統有效地抑製外來幹擾，又能降低設備本身對外界的幹擾。在實際應用係統中
，由於係統電源零線(中線)
、地線(保護接地、係統接地)不分

、控製係統屏蔽地(控製信號屏蔽地和主電路導線屏蔽地)的混亂連接
，大大降低了係統的穩定性和可靠性。

對於變頻器
，主回路端子PE(E、G)dezhengquejiedishitigaobianpinqiyizhizaoshengnenglihejianxiaobianpinqiganraodezhongyaoshouduan，yincizaishijiyingyongzhongyidingyaofeichangzhongshi。bianpinqijiedidaoxiandejiemianjiyibanyingbuxiaoyu2.5mm2，長度控製在20m以內。建議變頻器的接地與其它動力設備接地點分開，不能共地。

5、采用電抗器

在變頻器的輸入電流中頻率較低的諧波分量（5次諧波
、7次諧波
、11次諧波、13次諧波等所）所(suo)占(zhan)的(de)比(bi)重(zhong)是(shi)很(hen)高(gao)的(de)，它(ta)們(men)除(chu)了(le)可(ke)能(neng)幹(gan)擾(rao)其(qi)他(ta)設(she)備(bei)的(de)正(zheng)常(chang)運(yun)行(xing)之(zhi)外(wai)，還(hai)因(yin)為(wei)它(ta)們(men)消(xiao)耗(hao)了(le)大(da)量(liang)的(de)無(wu)功(gong)功(gong)率(lv)，使(shi)線(xian)路(lu)的(de)功(gong)率(lv)因(yin)數(shu)大(da)為(wei)下(xia)降(jiang)。在(zai)輸(shu)入(ru)電(dian)路(lu)內(nei)串(chuan)入(ru)電(dian)抗(kang)器(qi)是(shi)抑(yi)製(zhi)較(jiao)低(di)諧(xie)波(bo)電(dian)流(liu)的(de)有(you)效(xiao)方(fang)法(fa)。根(gen)據(ju)接(jie)線(xian)位(wei)置(zhi)的(de)不(bu)同(tong)
，主(zhu)要(yao)有(you)以(yi)下(xia)兩(liang)種(zhong)：

(1)交流電抗器串聯在電源與變頻器的輸入側之間。其主要功能有：

通過抑製諧波電流
，將功率因數提高至（0.75-0.85）；

削弱輸入電路中的浪湧電流對變頻器的衝擊
；

削弱電源電壓不平衡的影響。

(2)直zhi流liu電dian抗kang器qi串chuan聯lian在zai整zheng流liu橋qiao和he濾lv波bo電dian容rong器qi之zhi間jian。它ta的de功gong能neng比bi較jiao單dan一yi，就jiu是shi削xue弱ruo輸shu入ru電dian流liu中zhong的de高gao次ci諧xie波bo成cheng分fen。但dan在zai提ti高gao功gong率lv因yin數shu方fang麵mian比bi交jiao流liu電dian抗kang器qi有you效xiao，可ke達da0.95
，並具有結構簡單

、體積小等優點。

6、合理布線

對於通過感應方式傳播的幹擾信號
，可以通過合理布線的方式來削弱。具體方法有：

(1)設備的電源線和信號線應量遠離變頻器的輸入、輸出線；

(2)其他設備的電源線和信號線應避免和變頻器的輸入、輸出線平行；

tongguoduibianpinqiyingyongguochengzhongganraodelaiyuanhechuanbotujingdefenxi
，tichulejiejuezhexiewentideshijiduice，suizhexinjishuhexinlilunbuduanzaibianpinqishangdeyingyong
，zhongshibianpinqideEMC要求
，已成為變頻調速傳動係統設計、yingyongbixumianduidewenti，yeshibianpinqiyingyonghetuiguangdeguanjianzhiyi。bianpinqicunzaidezhexiewentiyouwangtongguobianpinqibenshendegongnenghebuchanglaijiejue。gongyexianchangheshehuihuanjingduibianpinqideyaoqiubuduantigao，manzushijixuyaodezhenzheng“綠色”變頻器也會不久麵世。我們相信變頻器的EMC問題一定會得到有效解決。