• 變頻調速係統中主要電磁幹擾源
• 變頻調速係統中電磁幹擾的途徑
• 抗電磁幹擾的措施
• 變頻係統設計問題總結

• 線路隔離
• 設置電源噪聲濾波器
• 使用屏蔽罩隔離

變頻調速係統的主要電磁幹擾源及途徑

1　主要電磁幹擾源

電磁幹擾也稱電磁騷擾 （EMI），shiyiwaibuzaoshenghewuyongxinhaozaijieshouzhongsuozaochengdedianciganrao
，tongchangshitongguodianluchuandaoheyichangdexingshichuanbode。bianpinqidezhengliuqiaoduidianwanglaishuoshifeixianxingfuzai，tasuochanshengdexiebohuiduitongyidianwangdeqitadianzi
、電氣設備產生諧波幹擾。另外，變頻器的逆變器大多采用PWM技術，當其工作於開關模式並作高速切換時，產生大量耦合性噪聲。因此，變頻器對係統內其他的電子
、電氣設備來說是一個電磁幹擾源。另一方麵

，電網中的諧波幹擾主要通過變頻器的供電電源幹擾變頻器。電網中存在大量諧 波源，如各種整流設備、交直流互換設備、電子電壓調整設備、非線性負載及照明設備等。這些負荷都使電網中的電壓、電dian流liu產chan生sheng波bo形xing畸ji變bian
，從cong而er對dui電dian網wang中zhong其qi他ta設she備bei產chan生sheng危wei害hai的de幹gan擾rao。變bian頻pin器qi的de供gong電dian電dian源yuan受shou到dao來lai自zi被bei汙wu染ran的de交jiao流liu電dian網wang的de幹gan擾rao後hou，若ruo不bu加jia以yi處chu理li，電dian網wang噪zao聲sheng就jiu會hui通tong過guo電dian網wang電dian源yuan電dian路lu幹gan擾rao變bian頻pin器qi。供gong電dian電dian源yuan對dui變bian頻pin器qi的de幹gan擾rao主zhu 要有過壓、欠壓、瞬時掉電；浪湧
、跌落
；尖峰電壓脈衝；射頻幹擾。其次，共模幹擾通過變頻器的控製信號線也會幹擾變頻器的正常工作。

2.電磁幹擾的途徑

變頻器能產生功率較大的諧波，對係統其他設備幹擾性較強。其幹擾途徑與一般電磁幹擾途徑是一致的
，主要分電磁輻射
、傳導、感應耦合。具體為：①對周 圍的電子、電氣設備產生電磁輻射；②對直接驅動的電動機產生電磁噪聲，使得電動機鐵耗和銅耗增加，並傳導幹擾到電源，通過配電網絡傳導給係統其他設備
；③ 變bian頻pin器qi對dui相xiang鄰lin的de其qi他ta線xian路lu產chan生sheng感gan應ying耦ou合he，感gan應ying出chu幹gan擾rao電dian壓ya或huo電dian流liu。同tong樣yang，係xi統tong內nei的de幹gan擾rao信xin號hao通tong過guo相xiang同tong的de途tu徑jing幹gan擾rao變bian頻pin器qi的de正zheng常chang工gong作zuo。下xia麵mian分fen別bie加jia以yi分fen析xi。

a.電磁輻射

變頻器如果不是處在一個全封閉的金屬外殼內，它就可以通過空間向外輻射電磁波。其輻射場強取決於幹擾源的電流強度、裝置的等效輻射阻抗以及幹擾源的 發射頻率。變頻器的整流橋對電網來說是非線性負載，它所產生的諧波對接入同一電網的其它電子、電氣設備產生諧波幹擾。變頻器的逆變橋大多采用PWM技術， 當(dang)根(gen)據(ju)給(gei)定(ding)頻(pin)率(lv)和(he)幅(fu)值(zhi)指(zhi)令(ling)產(chan)生(sheng)預(yu)期(qi)的(de)和(he)重(zhong)複(fu)的(de)開(kai)關(guan)模(mo)式(shi)時(shi)

，其(qi)輸(shu)出(chu)的(de)電(dian)壓(ya)和(he)電(dian)流(liu)的(de)功(gong)率(lv)譜(pu)是(shi)離(li)散(san)的(de)，並(bing)且(qie)帶(dai)有(you)與(yu)開(kai)關(guan)頻(pin)率(lv)相(xiang)應(ying)的(de)高(gao)次(ci)諧(xie)波(bo)群(qun)。高(gao)載(zai)波(bo)頻(pin)率(lv)和(he)場(chang)控(kong)開(kai)關(guan)器(qi)件(jian)的(de)高(gao)速(su)切(qie)換(huan)（dv/dt可達1kV/μs以上）所引起的輻射幹擾問題相當突出。

當dang變bian頻pin器qi的de金jin屬shu外wai殼ke帶dai有you縫feng隙xi或huo孔kong洞dong，則ze輻fu射she強qiang度du與yu幹gan擾rao信xin號hao的de波bo長chang有you關guan

，當dang孔kong洞dong的de大da小xiao與yu電dian磁ci波bo的de波bo長chang接jie近jin時shi
，會hui形xing成cheng幹gan擾rao輻fu射she源yuan向xiang四si周zhou輻fu射she。而er輻fu射she場chang中zhong的de金jin屬shu物wu體ti還hai可ke能neng形xing成cheng二er次ci輻fu射she。同tong樣yang，變bian頻pin器qi外wai部bu的de輻fu射she也ye會hui幹gan擾rao變bian頻pin器qi的de正zheng常chang工gong作zuo。[page]
b.傳導

上(shang)述(shu)的(de)電(dian)磁(ci)幹(gan)擾(rao)除(chu)了(le)通(tong)過(guo)與(yu)其(qi)相(xiang)連(lian)的(de)導(dao)線(xian)向(xiang)外(wai)部(bu)發(fa)射(she)
，也(ye)可(ke)以(yi)通(tong)過(guo)阻(zu)抗(kang)耦(ou)合(he)或(huo)接(jie)地(di)回(hui)路(lu)耦(ou)合(he)將(jiang)幹(gan)擾(rao)帶(dai)入(ru)其(qi)它(ta)電(dian)路(lu)。與(yu)輻(fu)射(she)幹(gan)擾(rao)相(xiang)比(bi)，其(qi)傳(chuan)播(bo)的(de)路(lu)程(cheng)可(ke)以(yi)很(hen)遠(yuan)。 比較典型的傳播途徑是：接(jie)自(zi)工(gong)業(ye)低(di)壓(ya)網(wang)絡(luo)的(de)變(bian)頻(pin)器(qi)所(suo)產(chan)生(sheng)的(de)幹(gan)擾(rao)信(xin)號(hao)將(jiang)沿(yan)著(zhe)配(pei)電(dian)變(bian)壓(ya)器(qi)進(jin)入(ru)中(zhong)壓(ya)網(wang)絡(luo)，並(bing)沿(yan)著(zhe)其(qi)它(ta)的(de)配(pei)電(dian)變(bian)壓(ya)器(qi)最(zui)終(zhong)又(you)進(jin)入(ru)民(min)用(yong)低(di)壓(ya)配(pei)電(dian)網(wang)絡(luo)，使(shi)接(jie)自(zi)民(min)用(yong)配(pei)電(dian)母(mu)線(xian)的(de)電(dian)氣(qi)設(she)備(bei)成(cheng)為(wei)遠(yuan)程(cheng)的(de)受(shou)害(hai)者(zhe)。

c.感應耦合

ganyingouheshijieyufusheyuchuandaozhijiandedisantiaochuanbotujing。dangganraoyuandepinlvjiaodishi
，ganraodediancibofushenenglixiangdangyouxian，ergaiganraoyuanyoubuzhijieyuqitadaotilianjie，dancishi 的電磁幹擾能量可以通過變頻器的輸入、輸(shu)出(chu)導(dao)線(xian)與(yu)其(qi)相(xiang)鄰(lin)的(de)其(qi)他(ta)導(dao)線(xian)或(huo)導(dao)體(ti)產(chan)生(sheng)感(gan)應(ying)耦(ou)合(he)，在(zai)鄰(lin)近(jin)導(dao)線(xian)或(huo)導(dao)體(ti)內(nei)感(gan)應(ying)出(chu)幹(gan)擾(rao)電(dian)流(liu)或(huo)電(dian)壓(ya)。感(gan)應(ying)耦(ou)合(he)可(ke)以(yi)由(you)導(dao)體(ti)間(jian)的(de)電(dian)容(rong)耦(ou)合(he)的(de)形(xing)式(shi)出(chu)現(xian)
，也(ye)可(ke)以(yi)由(you)電(dian)感(gan)耦(ou)合(he)的(de)形(xing)式(shi)或(huo)電(dian)容(rong)、電感混合的形式出現，這與幹擾源的頻率以及與相鄰導體的距離等因素有關。

3.抗電磁幹擾的措施

據電磁性的基本原理，形成電磁幹擾（EMI）須具備電磁幹擾源
、電磁幹擾途徑、對dui電dian磁ci幹gan擾rao敏min感gan的de係xi統tong等deng三san個ge要yao素su。為wei防fang止zhi幹gan擾rao，可ke采cai用yong硬ying件jian和he軟ruan件jian的de抗kang幹gan擾rao措cuo施shi。其qi中zhong
，硬ying件jian抗kang幹gan擾rao是shi最zui基ji本ben和he最zui重zhong要yao的de抗kang幹gan擾rao措cuo施shi，一yi般ban從cong抗kang和he防fang兩liang方fang麵mian入ru手shou來lai抑yi製zhi幹gan擾rao，其qi總zong原yuan則ze是shi抑yi製zhi和he消xiao除chu幹gan擾rao源yuan
、切斷幹擾對係統的耦合通道、 降低係統對幹擾信號的敏感性。具體措施在工程上可采用隔離、濾波、屏蔽、接地等方法。

a.隔離

所(suo)謂(wei)幹(gan)擾(rao)的(de)隔(ge)離(li)是(shi)指(zhi)從(cong)電(dian)路(lu)上(shang)把(ba)幹(gan)擾(rao)源(yuan)和(he)易(yi)受(shou)幹(gan)擾(rao)的(de)部(bu)分(fen)隔(ge)離(li)開(kai)來(lai)，使(shi)它(ta)們(men)不(bu)發(fa)生(sheng)電(dian)的(de)聯(lian)係(xi)。在(zai)變(bian)頻(pin)調(tiao)速(su)傳(chuan)動(dong)係(xi)統(tong)中(zhong)，通(tong)常(chang)是(shi)在(zai)電(dian)源(yuan)和(he)放(fang)大(da)器(qi)電(dian)路(lu)之(zhi)間(jian)的(de)電(dian)源(yuan)線(xian)上(shang)采(cai)用(yong)隔(ge)離(li)變(bian)壓(ya)器(qi)以(yi)免(mian)傳(chuan)導(dao)幹(gan)擾(rao)
，電(dian)源(yuan)隔(ge)離(li)變(bian)壓(ya)器(qi)可(ke)應(ying)用(yong)噪(zao)聲(sheng)隔(ge)離(li)變(bian)壓(ya)器(qi)。

b.濾波

設she置zhi濾lv波bo器qi的de作zuo用yong是shi為wei了le抑yi製zhi幹gan擾rao信xin號hao從cong變bian頻pin器qi通tong過guo電dian源yuan線xian傳chuan導dao幹gan擾rao到dao電dian源yuan及ji電dian動dong機ji。為wei減jian少shao電dian磁ci噪zao聲sheng和he損sun耗hao

，在zai變bian頻pin器qi輸shu出chu側ce可ke設she置zhi輸shu出chu濾lv波bo器qi。為wei減jian少shao對dui電dian源yuan的de幹gan擾rao，可ke在zai變bian頻pin器qi輸shu入ru側ce設she置zhi輸shu入ru濾lv波bo器qi。若ruo線xian路lu中zhong有you敏min感gan電dian子zi設she備bei
，可ke在zai電dian源yuan線xian上shang設she置zhi電dian源yuan噪zao聲sheng濾lv波bo器qi
，以yi免mian傳chuan導dao幹gan擾rao。

c.屏蔽

pingbiganraoyuanshiyizhiganraodezuiyouxiaodefangfa。tongchangbianpinqibenshenyongtiekepingbi，burangqidianciganraoxielou。shuchuxianzuihaoyonggangguanpingbi
，tebieshiyiwaibuxinhaokongzhibianpinqishi，yaoqiu 信號線盡可能短（一般為20m以內），qiexinhaoxiancaiyongshuangxinpingbi，bingyuzhudianlujikongzhihuiluwanquanfenli，bunengfangyutongyipeiguanhuoxiancaonei，zhouweidianziminganshebeixianluyeyaoqiupingbi。weishipingbiyouxiao，pingbizhaobixukekaojiedi。

d.接地

實shi踐jian證zheng明ming

，接jie地di往wang往wang是shi抑yi製zhi噪zao聲sheng和he防fang止zhi幹gan擾rao的de重zhong要yao手shou段duan。良liang好hao的de接jie地di方fang式shi可ke在zai很hen大da程cheng度du上shang抑yi製zhi內nei部bu噪zao聲sheng的de耦ou合he，防fang止zhi外wai部bu幹gan擾rao的de侵qin入ru，提ti高gao係xi統tong的de抗kang幹gan擾rao能neng 力。變頻器的接地方式有多點接地、一點接地及經母線接地等幾種形式，要根據具體情況采用
，要注意不要因為接地不良而對設備產生幹擾。
單點接地指在一個電路或裝置中
，隻有一個物理點定義為接地點。在低頻下的性能好；多點接地是指裝置中的各個接地點都直接接到距它最近的接地點。在高頻下的性能好；混合接地是根據信號頻率和接地線長度，係統采用單點接地和多點接地共用的方式。變頻器本身有專用接地端子PE端duan，從cong安an全quan和he降jiang低di噪zao聲sheng的de需xu要yao出chu發fa，必bi須xu接jie地di。既ji不bu能neng將jiang地di線xian接jie在zai電dian器qi設she備bei的de外wai殼ke上shang，也ye不bu能neng接jie在zai零ling線xian上shang。可ke用yong較jiao粗cu的de短duan線xian一yi端duan接jie到dao接jie地di端duan子ziPE端，另一端與接地極相連，接地電阻取值<100Ω
，接地線長度在20m以yi內nei
，並bing注zhu意yi合he理li選xuan擇ze接jie地di極ji的de位wei置zhi。當dang係xi統tong的de抗kang幹gan擾rao能neng力li要yao求qiu較jiao高gao時shi，為wei減jian少shao對dui電dian源yuan的de幹gan擾rao，在zai電dian源yuan輸shu入ru端duan可ke加jia裝zhuang電dian源yuan濾lv波bo器qi。為wei抑yi製zhi變bian頻pin器qi輸shu入ru側ce的de諧xie波bo電dian流liu
，改gai善shan功gong率lv因yin數shu，可ke在zai變bian頻pin器qi輸shu入ru端duan加jia裝zhuang交jiao流liu電dian抗kang器qi
，選xuan用yong與yu否fou可ke視shi電dian源yuan變bian壓ya器qi與yu變bian頻pin器qi容rong量liang的de匹pi配pei情qing況kuang及ji電dian網wang允yun許xu的de畸ji變bian 程度而定

，一般情況下采用為好。為改善變頻器輸出電流，減少電動機噪聲
，可在變頻器輸出端加裝交流電抗器。圖1為一般變頻調速傳動係統抗幹擾所采取措施。

               

以上抗幹擾措施可根據係統的抗幹擾要求來合理選擇使用。若係統中含控製單元如微機等，還須在軟件上采取抗幹擾措施。[page]
 e.正確安裝

youyubianpinqishuyujingmidegonglvdianlidianzichanpin，qixianchanganzhuanggongyidehaohuaiyeyingxiangzhebianpinqidezhengchanggongzuo。zhengquedeanzhuangkeyiquebaobianpinqianquanhewuguzhangyunxing。bianpinqiduianzhuanghuanjingyaoqiujiaogao。yibanbianpinqishiyongshouceguidingwendufanweiweizuidiwendu-10℃，最高溫度不超過50℃；變頻器的安裝海拔高度應小於1000m，超過此規定應降容使用；變頻器不能安裝在經常發生振動的地方，對振動衝擊較大的場合，應采用加橡膠墊等防振措施；不能安裝在電磁幹擾源附近；不能安裝在有灰塵、腐蝕性氣體等空氣汙染 的環境；不bu能neng安an裝zhuang在zai潮chao濕shi環huan境jing中zhong，如ru潮chao濕shi管guan道dao下xia麵mian
，應ying盡jin量liang采cai用yong密mi封feng櫃gui式shi結jie構gou，並bing且qie要yao確que保bao變bian頻pin器qi通tong風feng暢chang通tong，確que保bao控kong製zhi櫃gui有you足zu夠gou的de冷leng卻que風feng量liang，其qi典dian型xing的de損sun耗hao數shu一yi般ban按an變bian頻pin器qi功gong率lv的de3%來計算櫃中允許的溫升值。安裝工藝要求如下：

①　確保控製櫃中的所有設備接地良好
，應該使用短、粗的接地線（最好采用扁平導體或金屬網，因其在高頻時阻抗較低）連接到公共地線上。按國家標準規定，其接地電阻應小於4歐姆。另外與變頻器相連的控製設備（如PLC或PID控製儀）要與其共地。

② 安裝布線時將電源線和控製電纜分開，例如使用獨立的線槽等。如果控製電路連接線必須和電源電纜交叉，應成90°交叉布線。

③　使用屏蔽導線或雙絞線連接控製電路時，確保未屏蔽之處盡可能短，條件允許時應采用電纜套管。

④ 確保控製櫃中的接觸器有滅弧功能
，交流接觸器采用R-C抑製器，也可采用壓敏電阻抑製器，如果接觸器是通過變頻器的繼電器控製的
，這一點特別重要。

⑤　用屏蔽和鎧裝電纜作為電機接線時，要將屏蔽層雙端接地。

⑥　如果變頻器運行在對噪聲敏感的環境中，可以采用RFI濾波器減小來自變頻器的傳導和輻射幹擾。為達到最優效果，濾波器與安裝金屬板之間應有良好的導電性。

3.變頻控製係統設計中應注意的其他問題

除了前麵討論的幾點以外，在變頻器控製係統設計與應用中還要注意以下幾個方麵的問題。

（1）在(zai)設(she)備(bei)排(pai)列(lie)布(bu)置(zhi)時(shi)
，應(ying)該(gai)注(zhu)意(yi)將(jiang)變(bian)頻(pin)器(qi)單(dan)獨(du)布(bu)置(zhi)
，盡(jin)量(liang)減(jian)少(shao)可(ke)能(neng)產(chan)生(sheng)的(de)電(dian)磁(ci)輻(fu)射(she)幹(gan)擾(rao)。在(zai)實(shi)際(ji)工(gong)程(cheng)中(zhong)，由(you)於(yu)受(shou)到(dao)房(fang)屋(wu)麵(mian)積(ji)的(de)限(xian)製(zhi)往(wang)往(wang)不(bu)可(ke)能(neng)有(you)單(dan)獨(du)布(bu)置(zhi)的(de)位(wei)置(zhi)，應(ying)盡(jin)量(liang)將(jiang)容(rong)易(yi)受(shou)幹(gan)擾(rao)的(de)弱(ruo)電(dian)控(kong)製(zhi)設(she)備(bei)與(yu)變(bian)頻(pin)器(qi)分(fen)開(kai)，比(bi)如(ru)將(jiang)動(dong)力(li)配(pei)電(dian)櫃(gui)放(fang)在(zai)變(bian)頻(pin)器(qi)與(yu)控(kong)製(zhi)設(she)備(bei)之(zhi)間(jian)。

（2）變bian頻pin器qi電dian源yuan輸shu入ru側ce可ke采cai用yong容rong量liang適shi宜yi的de空kong氣qi開kai關guan作zuo為wei短duan路lu保bao護hu，但dan切qie記ji不bu可ke頻pin繁fan操cao作zuo。由you於yu變bian頻pin器qi內nei部bu有you大da電dian容rong
，其qi放fang電dian過guo程cheng較jiao為wei緩huan慢man，頻pin繁fan操cao作zuo將jiang造zao成cheng過guo電dian壓ya而er損sun壞huai內nei部bu元yuan件jian。

（3）控製變頻調速電機啟/停通常由變頻器自帶的控製功能來實現，不要通過接觸器實現啟/停。否則，頻繁的操作可能損壞內部元件。

（4）jinliangjianshaobianpinqiyukongzhixitongbubiyaodelianxian
，yibimianchuandaoganrao。chulekongzhixitongyubianpinqizhijianbixudekongzhixianwai
，qitarukongzhidianyuandengyingfenkai。youyukongzhixitongjibianpinqijunxuyao24Ｖ直(zhi)流(liu)電(dian)源(yuan)，而(er)生(sheng)產(chan)廠(chang)家(jia)為(wei)了(le)節(jie)省(sheng)一(yi)個(ge)直(zhi)流(liu)電(dian)源(yuan)，往(wang)往(wang)用(yong)一(yi)個(ge)直(zhi)流(liu)電(dian)源(yuan)分(fen)兩(liang)路(lu)分(fen)別(bie)對(dui)兩(liang)個(ge)係(xi)統(tong)供(gong)電(dian)
，有(you)時(shi)變(bian)頻(pin)器(qi)會(hui)通(tong)過(guo)直(zhi)流(liu)電(dian)源(yuan)對(dui)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)產(chan)生(sheng)傳(chuan)導(dao)幹(gan)擾(rao)，所(suo)以(yi)在(zai)設(she)計(ji)中(zhong)或(huo)訂(ding)貨(huo)時(shi)要(yao)特(te)別(bie)加(jia)以(yi)說(shuo)明(ming)，要(yao)求(qiu)用(yong)兩(liang)個(ge)直(zhi)流(liu)電(dian)源(yuan)分(fen)別(bie)對(dui)兩(liang)個(ge)係(xi)統(tong)供(gong)電(dian)。

（5） 注意變頻器對電網的幹擾。變頻器在運行時產生的高次諧波會對電網產生影響
，使電網波型嚴重畸變，可能造成電網電壓降很大

、dianwanggonglvyinshuhendi，dagonglvbianpinqiyingtebiezhuyi。jiejuedefangfazhuyaoyoucaiyongwugongzidongbuchangzhuangzhiyitiaojiegonglvyinshu，tongshikeyigenjujutiqingkuangzaibianpinqidianyuanjinxiancejiadiankangqiyijianshaoduidianwangchanshengdeyingxiang
，erjinxiandiankang 器可以由變頻器供應商配套提供，但在訂貨時要加以說明。

（6）變頻器櫃內除本機專用的空氣開關外
，不宜安置其它操作性開關電器
，以免開關噪聲入侵變頻器，造成誤動作。

（7）yingzhuyixianzhizuidizhuansu。zaidizhuansushi，dianjizaoshengzengda
，dianjilengquenenglixiajiang
，ruofuzaizhuanjujiaodahuomanzai，kenengshaohuidianji。quexudisuyunzhuandegaofuhebianpindianji，yingkaolvjiadaedinggonglv，huozengjiafuzhudeqiangfenglengque。

（8）zhuyifangzhifashenggongzhenxianxiang。youyudingzidianliuzhonghanyougaocixiebochengfen，dianjizhuanjuzhonghanyoumaidongfenliang，youkenengzaochengdianjidezhendongyujixiezhendongchanshenggongzhen，shishebeichuxianguzhang。yingzaiyuxianzhaodaofuzaiguyoudegongzhenpinlvhou
，liyongbianpinqipinlvtiaoyuegongnengshezhi
，duokaigongzhenpinlvdian。