变频器电气干扰原因及预防措施探讨

黄科

（云南天朗节能环保集团有限公司 云南省安宁市 650300）

引言

由于变频器的系统性比较强，因此在运行过程中很可能会受到各种因素的影响而降低它的运行效果，甚至会引发变频器误动作问题，导致控制设备停止运作，增加了工业生产的损失。因此，对于变频器的研发以及使用人员而言，应该增强对这些干扰问题的重视，对干扰原因进行明确，并采取相关措施对其进行有效预防，进而提升变频器的运行效率，确保工业生产可以顺利进行。

1 变频器简介

1.1 概念

变频器是一种机器设备，主要对微电子技术以及变频技术等进行了运用，通过改变电机电源频率对交流电动机进行有效控制。变频器的组成元器件比较多，主要体现在整流、逆变、滤波、微处理单元、制动单元、检测单元以及驱动单元几个方面。在实际运行过程中，主要是利用IGBT的开断对电源电压以及电源频率等进行有效调整，并按照电机需要，对电源电压进行有效提供，进而实现节能以及调速等的目的。现阶段，由于变频器功能比较齐全，因此，被广泛应用在电气自动化以及电力设备等众多行业当中，图1为变频器图片。

图1 变频器图片

1.2 功能

变频器的功能主要体现在变频节能、调节以及保护等方面。其中，对于变频节能来说，主要表现为水泵以及风机等的应用。为了对生产的可靠性进行有效保障，在对生产机械的动力驱动进行设计时，都会留有一些富余量。如果电机无法在满负荷的情况下进行运行，那么除了满足动力驱动需求之外，剩下的力矩会加剧有功功率损耗，引发电能浪费问题。而对于变频器来说，可以根据生产要求，对水泵以及风机等的转速进行有效调控，进而达到节能的目的；对于调节来说，主要表现为电动机的应用，能够根据实际情况，对电动机的功率、电压以及电流等进行有效调控；而对于保护功能来说，主要指的是对电力设备进行保护，避免由于功率、电压以及电流等的过小或者是过大而对电力设备造成破坏[1]。

2 变频器干扰原因

变频器在运行过程中，会受到一些因素的干扰而降低自身的运行效果，具体来说，主要包括下述几个方面：

2.1 电磁噪声干扰

对于变频器的斩波来说，主要是利用高波频率输出。所以在进行实际运行时，变频器就好比一个干扰源，会产生一些电磁噪声，根据传输途径不同，可以将这些电磁噪声分成以下几种：①辐射式传播，也就是利用和变频器相连接的线路进行传播。在变频器当中，很多元器件都会受到这种传输方式的影响，比如传感器以及测量仪表等等；②感应式干扰。这种干扰主要是由于静电感应、电磁感应引发的，在这两种感应的影响下，变频器的一些外部设备会产生噪声干扰，进而降低变频器的运行效果；③电源传播式干扰。如果变频器和它的外围设备对同一个电源进行共同运用，那么变频器运行过程中所产生的噪声就会利用电源线传给其外围设备，导致外围设备极可能发生误动作。

2.2 高次谐波干扰

对于变频器来说，其整流电路在运行过程中会产生非线性谐波，也就是高次谐波。高次谐波会对变频器产生一定的辐射干扰，并且和电网系统相连接的负载部分会在高次谐波的影响下，降低电源侧功率的因数，进而对变频器以及负载等造成严重影响。另外，整流电路不仅会产生辐射干扰，同时也会引发传导干扰问题，在传导干扰的影响下，异步电动机会产生电磁噪声，并且会增大异步电机的铁损和铜损，大幅度降低了异步电机的功率因数及其运行效率，同时也会增加其在运行过程中的震动程度，增加了机身的温度。所以，为了对电源侧负载以及变频器等的可靠性进行有效保障，应该采取相关措施对这种干扰进行有效抑制。

2.3 外部电气干扰

外部电气干扰也是变频器比较常见的干扰因素之一。多数情况下，需要将电磁接触器以及继电器等设备安装到变频器附近。这些设备在运行过程中，会产生一定的电磁噪声干扰，进而影响变频器的运行效果。在这些电磁干扰的影响下，不仅无法对变频器的可靠性进行有效保障，同时也极可能导致变频器发生一些误动作[2]。

3 变频器干扰的预防措施

变频器是工业领域中一种比较常见的机器设备，然而要想全面发挥其对工业生产的重要作用，就必须采取相关措施对变频器干扰问题进行有效预防，具体来说，可以从下述几个方面入手：

3.1 电磁噪声干扰的措施

对于辐射式传播来说，可以在变频器的输出端对线性滤波器进行安装，或者是在电源的输入侧对噪声滤波器进行安装，利用两种滤波器对电磁噪声干扰进行有效预防；对于感应式干扰来说，外围设备可以对同轴电缆进行有效使用，或者是通过双绞屏蔽线对设备信号线进行替代，进而对感应式干扰进行有效抑制及屏蔽；对于电源传播式干扰来说，可以通过降低载波频率对电磁噪声干扰进行有效抑制。

3.2 高次谐波干扰的措施

为了对高次谐波干扰进行有效抑制，可以从下述几方面入手：①可以在电源输入侧对电流滤波器进行安装，通过滤波器对高次谐波电流进行有效降低；②可以在电流输出端对电流滤波器进行安装，对变频器运行过程中的高次谐波进行有效降低，进而对异步电机的电磁噪声问题进行有效避免；③如果电源容量大于500kVA，并且容量高于变频器10倍以上，那么就会引发电源阻抗减少、电源谐波增加等问题，导致变频器的电容以及整流二极管等发生损坏，所以在实际工作过程中，需要将滤波器和适配电感器进行结合运用。图2为交流谐波干扰的预防措施。

图2 交流谐波干扰的预防措施图

3.3 外部电气干扰的措施

为了对外部设备的电磁干扰问题进行有效解决，可以从两方面入手：①可以将屏蔽设备安装到外围设备当中；②可以将屏蔽装置安装到变频器当中。

外围设备是电磁噪声干扰的主要来源，所以可以在干扰源头对屏蔽装置进行有效安装，进而降低电磁噪声干扰。比如，直流继电器是变频器一种常见的外围设备之一，它的输入端连接着变频器输出端，为了对继电器的电磁噪声进行有效防止，可以将电涌吸收管安装到继电器输入端和变频器输出端当中，利用电涌吸收管对电磁噪声进行有效吸收，进而降低继电器对变频器的干扰性，确保变频器可以顺利运行。

除了可以将抑制器以及屏蔽装置等安装到外围设备当中，也可以将抑制器安装到变频器自身当中。比如，在变频器当中对滤波器进行有效安装，会对外围设备的噪声干扰信号进行抑制、消除，进而对电磁噪声干扰进行有效预防[3]。

4 结论

总而言之，要想提高工业生产水平、推动社会进步，就必须对变频器进行合理运用。对于相关工作人员来说，需要对电磁噪声干扰、高次谐波干扰以及外部电气干扰等问题进行明确，并对滤波器、屏蔽装置以及抑制器等进行合理安装。同时，也需要做好变频器的安装工作，对电路之间的缠绕以及交叉等问题进行有效避免，通过金属管对主电路线进行包裹，并严格根据接地标准做好变频器的接地处理工作，进而增强变频器运行效果，实现工业生产以及社会等的稳定发展。

[1]陈俊阳.变频器电气干扰原因及预防探讨[J].建筑工程技术与设计，2017（28）.

[2]程秉国.变频器电气干扰原因及预防浅谈[J].电子技术与软件工程，2015（13）：137.

[3]孟凡龙，徐世章.变频器电气干扰原因及预防措施[J].城市建设理论研究：电子版，2014（22）.