变频柜控制系统中的干扰问题剖析

夏 煜

南京高传电气有限公司

1 .变频柜控制系统的主要干扰源

(1)变频器。变频器的整流桥对电力系统而言属于非线性负载，其内部存在铁磁谐波问题对于电力系统的相关设备及器件产生干扰。此外，变频器的逆变器主要应用的PWM技术，当系统处于开关模式并进行高速切换状态时，会出现很多的耦合性噪声。所以变频器对于系统中的电气设备、电子元件而言就是一个电磁干扰器。

(2)供电系统。供电系统的电磁噪声通过电源电路等路径对变频柜控制系统中的设备运行造成干扰，所以其对于系统中的设备来说也是一种干扰源。

2 .变频柜控制系统的干扰的途径

变频器会产生大功率的谐波，易对系统内的相关设备造成干扰。其主要的干扰途径有：电磁辐射、传导、感应耦合。其主要有以下表现：

(1)电磁辐射。变频器如果不具良好的金属外壳进行封闭，便可通过空间向外发射电磁波。如果孔洞尺寸与电磁波波长相近，也会成为干扰辐射源对周围产生辐射。同时变频器外部辐射对于其正常运行也会产生干扰。

(2)电路传导。在变频柜控制系统中，电磁发出的干扰能够通过阻抗耦合或接地回路耦合促使干扰进入电路中。其与辐射造成的干扰相比，传播时间长、波及范围广。

(3)感应耦合。变频器对附近的电路产生感应耦合，能够感应出干扰电压及电流。而供电系统内的干扰信号也会通过这种干扰途径对系统内运行的设备产生影响。

3 .变频柜控制系统中干扰问题的分析

变频柜控制系统的干扰现象更多地体现在电机运行方面。例如：电机在运行过程中无征兆停机、运行速度不稳定、停止开关无效等情况，都是因为受到干扰的影响。

(1)供电电网对系统设备的干扰。在变频柜控制系统中，出现电机无法正常停止运行现象，检测信号屏蔽层已接地，通过降低载波频率及在变频器输入侧及输出侧增设磁环滤波器等方式没有发挥任何效用。只要将两者在设置过程中拉开一定的距离，即可有效的避免干扰出现。

(2)变频器对系统微控制器的干扰。在变频柜控制系统中，开启变频器后系统的运行程序便会失去控制。对于此种现象进行分析可知：在变频系统调试过程中，内部设置了多台变频器，其可通过外部0-10V信号给定运转频率。由此可见，变频器对电网电压产生了干扰，而设置交流电抗器后，能够不断地强化变频器供电电源的内阻抗，有效的控制了电网谐波电流。

(3)变频器对电机的干扰。在变频柜控制系统中，启动变频器后电机停止运行。针对此种现象进行分析：微控制器提供的变频器信号正常，但是变频器的输出端因干扰问题无信号输出。只需在变频器的输出位置上并联0.01uf电容后，电机便可正常运行。

图1 变频器对电机干扰处理

4 .变频柜控制系统抗干扰对策

变频柜控制系统中出现然扰的三因素为：干扰源、干扰途径、易干扰设备。要想降低干扰问题产生的影响，就要在抗干扰与防干扰方面进行思考，清除干扰源、切断干扰源的传播途径、增强系统设备的抗干扰强度。具体的应对方式有：

①隔离：在变频柜控制系统的电源及放大器上增设电源噪声滤波器，可有效防止干扰。②滤波：在变频器输入、输出位置上设置滤波器。若线路中存在易干扰设备，需在其电源线路上设置电源噪声滤波器，避免其受到干扰。③屏蔽：应用金属外壳的变频器禁止电磁干扰输出；变频器的输出线可通过钢管屏蔽；变频器信号现可应用较短的屏蔽线，变频控制系统的信号线与主电路线、控制线设置于不同的线管内可屏蔽干扰；系统控制方面可通过设置接地的屏蔽装置进行抗干扰。④接地：有效的接地能够避免系统内部噪声的耦合，也能有效的组织干扰的进入，如此便能够增强系统的抗干扰强度。⑤使用电抗器：在变频器输入电路内设置电抗器是抗干扰的最好方式。可在电源与变频器的从输入线路中设置交流电抗器，能够提升功率因数，缓解电流对变频器的冲击，减轻电源电压不稳产生的影响。在整流桥与滤波电容间设置直流电抗器，可一定程度上减轻输入电流对系统的影响。即使功能少，但其结构简单、体积轻小，便于安装。⑥合理布线：布线合理能够起到良好的抗干扰功效，且系统内的电源线与信号线需要与变频器的输出、输入线保持一定距离。

图2 ：变频柜控制系统屏蔽抗干扰

结束语：

在工厂电力系统中，变频柜控制系统应用较为普遍，并在其中发挥了重要作用，其具备的便捷性、实用性、节能性、可控性等优势，使其在相关应用领域广受好评。但是在实际的应用过程中，因各种因素导致其存在干扰问题，对系统的运行带来严重的影响。以上通过对干扰问题的详细分析，并制定了有针对性的解决对策，使其能够有效地阻止干扰影响，并发挥出应有的效用。

[1]任雷雷，张纪会.变频柜控制系统中的干扰问题剖析[J].中国科技博览，2015(44)：296-296.

[2]解凡，韩登宇，张波.变频控制系统中的干扰问题剖析[J].价值工程，2012，31(18)：35-36.