变频器抗干扰方法

虽然变频器在工业生产中具有无可比拟的优越性，但是由于变频器中 要进行大功率二极管整流、大功率晶体管逆变，结果是在输入输出回路产 生高次谐波电流，对供电系统、负载及其他邻近电气设备产生干扰，尤其 是在对防干扰要求比较高的高精度仪表、计算机控制系统等应用中，谐波 干扰问题尤为突出。 高次谐波危害与一般无线电电磁干扰一样，变频器产生的高次谐波通过传导、电磁 辐射和感应耦合三种方式对电源及邻近用电设备产生谐波污染。传导是指 高次谐波按着各自的阻抗分流到电源系统和并联的负载，对并联的电气设 备产生干扰，感应耦合是指在传导的过程中，与变频器输出线平行敷设的 导线又会产生电磁耦合形成感应干扰电磁辐射是指变频器输出端的高次谐 波还会产生辐射作用，对邻近的无线电及电子设备产生干扰。变频器输出侧高次谐波污染的解决途径在实际 工业生产中为消除变频器高次谐波对电气设备的干扰，主要从传导、辐射 和耦合三个方面解决。总的原则是抑制和切断干扰源、切断干扰对系统的 耦合通道和降低对干扰信号的敏感性。解决传导干扰主要是在电路中把传 导的高频电流滤掉或者隔离 解决。辐射干扰就是对辐射源和被干扰线路进行屏蔽;解决耦合干扰就是合理布置干扰源和被干扰线路的距离、走向，避免耦合产生。最基本的解决方法通常用隔离，屏蔽，接地，合理布线来解决EMC中的干扰问题。接地装置电气设备的金属外壳接地，不是随便处理就行的，它是将接地体或称接地装置，按一定要求埋入地中。接地装置包括接地极与接地线两部分。接地极一般多用钢管、钢筋、角铁之类金属制成；接地线为接地极与电气设备外壳的连接线。1.接地极：如用钢管，其直径一般为2050mm；钢筋的直径为1012mm；角铁为20203或者50505mm规格。长度约2.53m左右。垂直埋入地下。 2.接地线：裸铜线、铝线、钢线都可作为接地线，铝线易断最好不用。铜线截面不应小于4mm2,铝线截面不小于6mm2。接地线与接地极最好采用焊接方法连接。与设备相接时需用螺栓拧紧固牢。接地电阻值的规定 在1000v以下中性点直接接地系统中，接地电阻Rd小于或等于4欧，重复接地电阻小于或等于10欧。而电压1000V以下的中性点不接地系统中，一般规定接地电阻Rd为4欧。因此，根据实际安装经验，在电气工程施工中接地电阻Rd应小于或等于4欧。接地体的埋设1. 垂直埋设 垂直埋设的接地体多用直径50mm、长22.5m的铁管或园钢，其每根接地电阻可按下式求得： Rgo=2Ln(4L/d)/2*3.14L 注，式中P土壤电阻率(?cm) L接地体长度(cm) d接地铁管或园钢的直径(cm) 为防止气候对接地电阻值的影响，一般将铁管顶端埋设在地下0.5-0.8m深处（一般不小于0.6m）。若垂直接地体采用角钢或扁钢(见图1)，其等效直径为： 等地角钢d=0.84b 扁钢d=0.5b 为达到所要求的接地电阻值，往往需要埋设多根垂直接地体,排列成行或成环形，而且相邻接地体之间距离一般取接地体长度的1-3倍，以便平坦分布接地体的电位和有利施工。这样，电流流入每根接地体时，由于相邻接地体之间的磁场作用而电流扩散，即等效增加了每根接地体的电阻值，因而接地体的合成电阻值并不等于各个单根接地体流散电阻的并联值，而相差一个利用系数，于是接地体合成电阻为Rg=Rgo/L*n 式中Rgo单根垂直接地体的接地电阻() L接地体的利用系数； n垂直接地体的并联根数。 接地体的利用系数与相邻接地体之间的距离a和接地体的长度L的比值有关，a/L值越小，利用系数就越小，则散流电阻就越大。在实际施工中，接地体数量不超过10根，取a/L=3,那么接地体排列成行时，nL在0.9-0.95之间；接地体排列成行时L约0.8。2 水平埋设 水平接地体的埋深不应小于1米。并应铺设5060毫米厚的沥青层或采用沥青碎石路面，其宽度应超出接地装置2米左右。一般水平埋设接地体采用扁钢、角钢或圆钢等制成，其人工接地体电阻按下式求得： sp(/2L)*(2/dh)?式中，水平接地体总长度（）；接地体埋没深度（）；水平接地体结构型式的修正系数接地的作用接地在EMC可以有效地消除干扰电流，阻制耦合电流，在特定的电位下保持屏蔽。如果接地系统配置不当或连接有问题，干扰信号就会通过接地系统传遍整个工作现场。接地系统有两种接地形式：1：S类（点对点）2：M类（网格类型）机柜内接地连接的指导方针1：必须在机柜底面安装一个末刷过漆的大地参考面板或者导轨，以便给出参考电位。2：机柜内所有的金属部都要彼此连接在一起。3：机柜的金属处罩必须成为更高级别接地系统的一部分。4：所有的保护接地都必须和大地连接。如下图所示柜体内部接地对于模拟电路，数字电路电路和电源部分应采用不同的接地方式，模拟电路和电源部分应采用点对点接地方式，数字电路部应采用网格接地方式。 电缆的选择1：信号的分类2：对应信号的电缆选择布线机柜内的布线必须符合以下布线规则：1：115V/230VAC的电源进线与24V/60VDC信号线必须敷设在不同的电缆管道内，这两种管道之间的间隔必须大于100mm，如果交叉的情况不可避免，那么一定要采取直角交叉的方式。2：干扰性电源进入机柜之前，必须进行过滤。并行铺设标准 交叉铺设电缆在线槽中的铺设：除了采用诸如隔离、屏蔽、接地、合理布线等抑制干扰传播的技术方 法以外，还可以采取回避和疏导的技术处理，如滤波、吸收和旁路等等， 这些回避和疏导技术简单而巧妙，有时可以代替成本费用昂贵而质量体积 较大的硬件措施，收到事半功倍的效果。 其