整流变频系统干扰类型及解决办法

张宝柱

摘 要：整流变频系统在运行过程中，变频器整流电路中势必会出现谐波，加之如果变频器内部芯片电压电流相对较小，在高速工作下整流变频系统极易出现各种干扰问题，进而极大地影响系统运行质量。在这一背景下，本文将从阐明当前整流变频系统中的干扰类型入手，着重围绕整流变频系统防干扰解决办法进行简要分析研究。

关键词：整流电路;变频系统;防干扰

通过对整流变频系统的防干扰解决方法进行探究，可以有效掌握在整流变频系统当中容易出现的具体干扰问题及干扰出现的原因，帮助人们加深对整流变频系统干扰的理解与认知。还可以有效提高整流变频系统抗干扰性，对其长久、安全、稳定运行具有积极的指导作用。

1 整流变频系统的干扰类型

1.1 噪声干扰

整流变频系统实际运行受变频器调制频率变化的影响，谐波频率会或高或低。变频器调制频率过低，人耳将会听到由高次谐波频率产生的电磁噪声。反之变频器调制频率超过规定频率值，人耳基本听不见电磁噪声，但客观存在的高频信号对电子设备及整体系统正常运行造成一定干扰[1]。系统运行过程中，如果变频器产生谐波，功率较大时整流变频系统将出现明显干扰源，受系统驱动的电动机在运行中极易出现巨大电磁噪声，大大增加铁损与铜损。

1.2 电磁干扰

干扰波形直接影响整流变频系统运行中产生的干扰信号带宽，其表达式如下：

公式中干扰信号带宽B，脉冲上升时间τ。当脉冲上升时间逐渐减少，频带宽度将会逐渐增加，脉冲下的面积与上升与下降沿斜率则分别直接决定低频和高频分量。由于不同整流变频系统运行原理之间存在一定差异，且系统中使用的变频器并不完全相同，因此导致频谱函数之间存在一定差异。但矩形射频脉冲函数仍然是对整流变频系统造成干扰的主要原因。如果在接入变频器的配电网中同时接入包括变压器、发电机等其它用电设备，由变频器产生的谐波电流将据具体阻抗被分流至并联于电网系统中的负载与电源中，此时会对整流变频系统相连接的各电子设备产生干扰影响，严重时可能引发整个系统出现运行故障。

1.3 辐射干扰

在部分整流变频系统当中，如果变频器本身未在全封闭金属外壳中，变频器实际运行中极有可能通过空间向外辐射大量电磁波，而对整个电网而言，变频器整流桥属于非线性负载，由此产生谐波会对接入至相同电网中的各种电子与电气设备造成谐波干扰。尤其是如果变频器金属外壳本身存在开裂、孔洞等问题，当孔洞大小基本等同于电磁波波长，干扰辐射源将会向四周进行辐射，此时如果有其它金属物体存在该辐射场内，还会造成二次辐射情况的发生，对变频器正常运行造成干扰影响。

2 整流变频系统的防干扰解决方式

2.1 防噪聲干扰

针对整流变频系统的噪声干扰，工作人员充分结合整流变频系统运行特点，根据相关标准要求彻底分开控制电路信號线、动力线，在控制电路信号线当中选用屏蔽线。将变频器PE端或公共端与屏蔽线屏蔽层相互连接，充分发挥屏蔽线效用，尽量避免整流变频系统受噪声干扰[2]。如果控制电路信号线长度相对较长，工作人员可以将信号线从磁环中彻底穿过后，将其缠绕在磁环上约2到3圈，随后再与变频器设备进行相互连接。

2.2 防电磁干扰

解决整流变频系统电磁干扰及感应耦合干扰，首先彻底分开动力线与控制线的接地，在地线上规范连接动力装置接地端子，并在该装置盘金属外壳中连接控制装置接地端子，如果信号线与存在干扰源的电流导线距离较近，干扰会被诱导至信号线中，此时干扰对象即转变为信号线上的信号。布线分离方式可有效消除整流变频系统电磁干扰。条件允许，选用加装与负载与电源并联的有源补偿器的变频器代替传统整流变频系统中的变频装置，利用该新型变频器在运行过程中自生成反向滤波电流，最大程度消除电源与负载中正向谐波电流。分别使用铁壳与钢管屏蔽，对变频器与输出线有效屏蔽，分开敷设输出线与其它信号线，进一步增强整流变频系统抗电磁干扰与噪声干扰性能。

2.3 防辐射干扰

模拟输入信号通常属于弱电信号，普遍缺乏较高抗干扰性，在控制回路端子配线过程中，需要严格按照规范要求合理选用屏蔽电缆，且需要将屏蔽层一端接地。主回路与控制回路端子连线，均需要保障各自完全独立，而电源线与其它动力线相互独立，由此大大降低整流变频系统受到干扰的可能性。为进一步增强系统的防辐射干扰性能，需要依次将交流电抗器串接在变频器输入输出侧，在内部装入接地线的全封闭金属柜子及管道中装入变频器与动力线[3]。没有滤波器的情况，可使用具有同样电感量的磁环，分别穿过变频器的输入输出线后，按照相同方向缠绕3到4圈即可。同时需要将变频器专用输出电缆，从全封闭接地金属管中彻底穿过，使输出电缆可同控制信号线相互分隔，依次抑制系统中变频器干扰。

3 结论

综上所述，整流变频系统因受到诸多因素影响，经常出现噪声、电磁、辐射干扰等问题。相关工作人员需要切实结合整流变频系统实际情况，严格遵循国家相关标准要求，根据具体干扰类型及干扰原因，合理选用防干扰解决方法，有效提高整流变频系统整体抗干扰性。

参考文献：

[1]杨璟虔.变频器的选用及故障干扰处理研究[J].现代制造技术与装备，2017（10）：160-161.

[2]何萍，侯启悦，孙铦.某8MW测试台变频调速系统抗干扰措施设计[J].矿业研究与开发，2016，36（09）：76-81.

[3]田苗，朱宇.变频调速系统中变频器的干扰及抑制[J].物联网技术，2016，6（08）：87-90.