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變頻系統(tǒng)電磁干擾的傳播途徑

时间:2017-08-26     作者:長沙文鋮電器設(shè)備【原创】   阅读

  變頻器能產(chǎn)生功率較大的諧波,對(duì)系統(tǒng)其他設(shè)備干擾性較強(qiáng)。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(dǎo)、感應(yīng)耦合。具體為:

  1)對(duì)周圍的電子、電氣設(shè)備產(chǎn)生電磁輻射。

  2)對(duì)直接驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生電磁噪聲,使得電動(dòng)機(jī)鐵損耗和銅損耗增加,并傳導(dǎo)干擾到電源,通過配電網(wǎng)絡(luò)傳導(dǎo)給系統(tǒng)其他設(shè)備。

  3)變頻器對(duì)相鄰的其他線路產(chǎn)生感應(yīng)耦合,感應(yīng)出于擾電壓或電流。同樣,系統(tǒng)內(nèi)的干擾信號(hào)通過相同的途徑干擾變頻器的正常工作。下面分別對(duì)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(gè)全封閉的金屬外殼內(nèi),它就可以通過空間向外輻射電磁波。其輻射場強(qiáng)取決于干擾源的電流強(qiáng)度、裝置的等效輻射阻抗以及干擾源的發(fā)射頻率。變頻器的整流橋?qū)﹄娋W(wǎng)來說是非線性負(fù)載,它所產(chǎn)生的諧波對(duì)接入同一電網(wǎng)的其他電子、電氣設(shè)備產(chǎn)生諧波干擾。變頻器的逆變橋大多采用PWM技術(shù),當(dāng)根據(jù)給定頻率和幅值指令產(chǎn)生預(yù)期的和重復(fù)的開關(guān)模式時(shí),其輸出的電壓和電流的功率譜是離散的,并且?guī)в信c開關(guān)頻率相應(yīng)的高次諧波群。高載波頻率和場控開關(guān)器件的高速切換(du/dt可達(dá)1kV/μs以上)所引起的輻射干擾問題相當(dāng)突出。

  當(dāng)變頻器的金屬外殼帶有縫隙或孔洞,則輻射強(qiáng)度與干擾信號(hào)的波長有關(guān),當(dāng)孔洞的大小與電磁波的波長接近時(shí),會(huì)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(huì)干擾變頻器的正常工作。

  (2)傳導(dǎo)。上述的電磁干擾除了通過與其相連的導(dǎo)線向外部發(fā)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(yuǎn)。比較典型的傳播途徑是:接自工業(yè)低壓網(wǎng)絡(luò)的變頻器所產(chǎn)生的干擾信號(hào)將沿著配電變壓器進(jìn)入中壓網(wǎng)絡(luò),并沿著其他的配電變壓器最終又進(jìn)入民用低壓配電網(wǎng)絡(luò),使接自民用配電母線的電氣設(shè)備成為遠(yuǎn)程的受害者。

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

  綜上所述,變頻器不僅用于一般調(diào)速控制,而且已經(jīng)用于高性能、高轉(zhuǎn)速、大容量調(diào)速控制方面。變頻器作為一種智能調(diào)速裝置,在使用的過程中其控制回路干擾必須及時(shí)加以預(yù)防,才能更好的發(fā)揮其優(yōu)良性能。


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