通用变频器电气干扰与抑制方法探讨

徐良荣

（中海石油华鹤煤化有限公司，黑龙江 鹤岗 154100）

变频器在日常生活中的应用非常广泛，很多电子器件的功能转换、自动化开启关闭都是在变频器的辅助下完成的。电路开关的正常运转是变频器的核心内容，设备当中融入计算机芯片，变频器能够将电子设备中各个功能模块分离开来，功能切换灵活且具有较强的适应性，电路内部开关能够自动完成开闭动作。人们只需打开电子器件，其就能根据外界环境自动工作。

1 优点总结

随着科技的发展，研究人员在传统变频器的基础上进一步开发，研制成通用变频器，其在实际使用过程中体现出以下主要优势：节约能源。在保证电子设备正常工作的前提下，将电能损耗降到最低，在同样的电量下设备能够工作的时间更长；精度控制严格，设备运转速度能够得到精准控制，将设备转速控制在最佳范围内，对其使用寿命的延长非常有利；后期维修非常简单，变频器使用过程中出现故障的次数很少，维修成本较低。除上述优点外，变频器还有很多优点，基于其成本低、实用性强的特点，通用变频器是目前最受相关企业欢迎的，其在市场上的销量也是最好的。电气干扰一直是阻碍其质量提升的关键问题，干扰分为两个方面：外部干扰。变频信号传输过程不受保护，很容易受到其他设备信号传输的影响；内部干扰。在运转过程中，电磁系统在工作时会产生电磁噪声，噪声也会严重影响通用变频器的正常运行。减少电气干扰是目前变频器研究的主要任务，彻底消除电气干扰才能将变频器的功能充分发挥出来。

变频器与其他电气元件一样，需要定期进行维修保养，维修人员要熟悉其工作原理和基本构造。且具有相应的电工基础，在维修前需要切断总电源。日常检查时重点查看设备外部温度，并听运行时是否有异常噪声。定期维护时检查元件磨损程度、螺丝紧固程度以及对线路进行试验，确保线路运行无异常情况。冷却风扇和滤波电容是变频器工作时使用最频繁的，维修时重点检查这两个元件，对于磨损情况严重的进行更换。

2 干扰因素

2.1 非线性谐波

此谐波又被称为高次谐波，在变频系统启动时就会出现，系统工作时一直伴随着高次谐波的产生，且谐波不断向外部扩散。谐波由系统内部产生，首当其冲的就是周围线路和元件，在谐波干扰下变频系统的正常工作会受到严重影响。与变频器相邻的其它电网负载组件，其电源测功率监测值会出现明显的下降现象。组件出现的变化会影响异步电机正常工作，电机中出现较大噪音，电机内部的震动频率出现短暂失调。此状况反过来影响变频系统，使其机身的温度快速增加，大大缩减使用年限。

2.2 电磁噪声

（1）辐射式。噪声通过输入和输出线路完成传播，传播对象为变频器周围的工作组件和相关设备，此中噪声干扰方式被称为辐射式。噪声辐射破坏电网系统的正常运行，设备功能受限，无法将其作用发挥到最大。

（2）感应式。变频器运行时会产生电磁、静电感应灯现象，在各系统相互感应过程中，在输入输出线路的辅助下，电磁干扰被传播出去，进而打破周围系统的稳定运行状态。

（3）电源传播。工作过程都是电机产生电源供给各部件需要的能量，噪声源沿着电流方向向周围传播，这种方式被称为电源传播。只要电机源源不断地产生电流，噪声就会随之传播出去，进而影响周围设备的稳定运行。

2.3 泄漏电流

这种电流是在动力线中存在的，动力线一端连接变频器，一端与大地相连。泄漏电流的大小受分布电容的直接影响，除此以外，载波频率也是促使泄漏电流产生的主要原因。该种电流可分为以下两种：（1）地漏电流。大地、动力线之间相互作用产生地漏电流，周围受影响最大的设备包括断路器、继电器等，设备动作失调，不能在指定程序下正常运行。载波频率的减小能有效缓解这一情况，同时工作人员还要根据变频器具体工作情况，选择最适合的外围设备。（2）线间漏电流。顾名思义是各线路之间漏出的电流，其中一方是动力线，剩下则是周围线路。除了影响周围设备的正常工作，变频器本身也会受到一定损害，其抑制方法同上。动力线作为产生泄露电流的关键，需要将其长度严格控制，以变频器功率为界限。3.7kW 作为分界，该数值之下的动力线最长不能超过50m，该数值之上动力线最长不能超过100m。

3 抑制措施

3.1 高次谐波

直流电抗器是抑制高次谐波影响线路稳定性的主要器件，安装位置在变频器内部。在线路输出时，电流首先经过的就是直流电抗器，其作用是处理甚至消除电流中存在的高次谐波，进而保证整个线路的稳定运行。此外电容量的高低对谐波产生量有直接影响，在其容量大于50kVA 的情况下，谐波产出量也会大大增加，进而影响内部组件和外部线路的正常运转。谐波会大大损耗内部组件，缩减使用寿命。为解决这一问题，需要在内部安装协调装置，有效协调电源将其大小控制在合理范围内，再加上直流电抗器的辅助，能够达到最佳抑制效果。

3.2 电磁噪声

在内部组件设计过程中，考虑到噪声影响，需将抗噪声干扰能力较弱的组建原理变频器防止，周围设备的位置设计同样如此。为防止电源辐射使噪声扩散进而影响其他设备工作，需要在动力线上安装相应装置，滤波装置的功率要和动力线输出功率相适应，才能有效滤除干扰波段。此外，在变频器外围可以安装合适的噪声吸收装置，噪声还未达到周围部件就会被装置吸收。在实际工程中，可在变频器外部安继电器，继电器中流过的电流是直流电，将电源线连接到此装置中，可取得较好的降噪效果。继电器输入输出端也可配上电泳吸收装置，吸收继电器未能降解的噪声，进一步提高降噪能力。

3.3 泄漏电源

载波频率的增大是导致泄漏电源的主要因素，为减少电源泄漏量，可适当减小设备内部的载波频率。此方法只能在一定程度上减少电气干扰，并不能彻底消除干扰。分布电容量过大是使电源产生泄漏的第二大因素，在载波频率较小的情况下，减小分布电容，能基本消除电源泄漏情况。上述两种方法是目前很多企业在电气工程中经常使用的抗干扰措施，为完全消除泄漏电源，我国正在加紧对新措施的研究。

3.4 安装抑制器

很多变频元件是分布在变频器周围的，变频器产生谐波、噪声等会对周围元件产生影响，其本身动作也会受到误导。为解决这一现象，需要在其外部安装相应处理装置。抑制器的种类很多，对于非线性谐波，可在外围安装交流继电器，能够起到很好的消除谐波效果。对于电磁噪声，可在外部安装电涌二极管，最大限度地吸收电磁噪声。对于泄露电源，可在动力线和变频器上分别安装接地线，电源若出现泄露会立即通过地线流入地下，保证系统平稳运行。

3.5 安装屏蔽设备

将变频内部产生的谐波、噪声等利用相应设备进行屏蔽，最好能够在其外层和其他元件之间形成屏蔽层。屏蔽层能够吸收和消减干扰因素，常用的屏蔽层装置是双绞屏蔽线，该线路端口和控制信号线连接，再将绞合节距控制在最佳范围内，屏蔽层功能就会最大限度地发挥出来。简单来说，屏蔽层就是一种接地装置，能够综合消除电气干扰因素，在保证变频器噪声不会外泄的同时，将外部设备信息传递信号隔离开来。

4 结语

综上所述，是对通用变频器的相关介绍，首先对比传统变频器罗列其优点，其次总结电气干扰因素，最后针对干扰问题提出相应的抑制措施。从中可看出变频器在生活、工业生产中占据着非常重要的地位，若其内部系统运转出现故障，电气设备可能坏损，甚至出现安全事故，因此必须重视相关干扰因素，将上述因素彻底消除，才能有效提升变频器的安全程度。目前我国在电气干扰抑制方面的技术已渐趋成熟，但各项技术仍有较大的改进空间。