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變頻系統電磁干擾的傳播途徑

时间:2017-08-26     作者:長沙文鋮電器設備【原创】   阅读

  變頻器能產生功率較大的諧波,對系統其他設備干擾性較強。其干擾傳播途徑與一般電磁干擾途徑是一致的,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,使得電動機鐵損耗和銅損耗增加,并傳導干擾到電源,通過配電網絡傳導給系統其他設備。

  3)變頻器對相鄰的其他線路產生感應耦合,感應出于擾電壓或電流。同樣,系統內的干擾信號通過相同的途徑干擾變頻器的正常工作。下面分別對電磁干擾傳播途徑加以分析。

  (1)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。其輻射場強取決于干擾源的電流強度、裝置的等效輻射阻抗以及干擾源的發射頻率。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他電子、電氣設備產生諧波干擾。變頻器的逆變橋大多采用PWM技術,當根據給定頻率和幅值指令產生預期的和重復的開關模式時,其輸出的電壓和電流的功率譜是離散的,并且帶有與開關頻率相應的高次諧波群。高載波頻率和場控開關器件的高速切換(du/dt可達1kV/μs以上)所引起的輻射干擾問題相當突出。

  當變頻器的金屬外殼帶有縫隙或孔洞,則輻射強度與干擾信號的波長有關,當孔洞的大小與電磁波的波長接近時,會形成干擾輻射源向四周輻射。而輻射場中的金屬物體還可能形成二次輻射。同樣,變頻器外部的輻射也會干擾變頻器的正常工作。

  (2)傳導。上述的電磁干擾除了通過與其相連的導線向外部發射,也可以通過阻抗耦合或接地回路耦合將干擾帶入其他電路。與輻射干擾相比,其傳播的路程可以很遠。比較典型的傳播途徑是:接自工業低壓網絡的變頻器所產生的干擾信號將沿著配電變壓器進入中壓網絡,并沿著其他的配電變壓器最終又進入民用低壓配電網絡,使接自民用配電母線的電氣設備成為遠程的受害者。

  (3)感應耦合。感應耦合是介于輻射與傳導之間的第三條傳播途徑。當干擾源的頻率較低時,干擾的電磁波輻射能力相當有限,而該干擾源又不直接與其他導體連接,但此時的電磁干擾能量可以通過變頻器的輸入、輸出導線與其相鄰的其他導線或導體產生感應耦合,在鄰近導線或導體內感應出干擾電流或電壓。感應耦合可以由導體間的電容耦合的形式出現,也可以由電感耦合的形式或電容、電感混合的形式出現,這與干擾源的頻率以及與相鄰導體的距離等因素有關。

  綜上所述,變頻器不僅用于一般調速控制,而且已經用于高性能、高轉速、大容量調速控制方面。變頻器作為一種智能調速裝置,在使用的過程中其控制回路干擾必須及時加以預防,才能更好的發揮其優良性能。


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