淺談交流變頻器系統(tǒng)的抗干擾性和干擾性

摘 要：討論了交流變頻器系統(tǒng)的抗干擾性和干擾性，并提出了防干擾和抗干擾的錯是。 　　關(guān)鍵詞：干擾性;電磁兼容性;變頻 　　隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和科技的進(jìn)步，交流變頻調(diào)速的應(yīng)用越來越廣泛。在各種調(diào)速方式中，交流變頻調(diào)速技術(shù)已被國內(nèi)外公認(rèn)為是最理想、最有發(fā)展前途的一種調(diào)速方式了。當(dāng)工廠和設(shè)備采用交流調(diào)速時，在變頻器的電源側(cè)和電機側(cè)都會產(chǎn)生諧波干擾。一方面當(dāng)變頻器運行時要防止會受到外界的電磁干擾;另一方面又要防止產(chǎn)生高次諧波干擾外部其他設(shè)備，即所謂的“EMC”。 　　一、 什么是EMC? 　　EMC即是“電磁兼容性”。它是指電氣設(shè)備在電磁環(huán)境中良好的工作能力，并且不能產(chǎn)生在此環(huán)境中工作的其它設(shè)備所不能接受的電磁干擾。 　　國際電工委員會(IEC)對電磁兼容性的定義是：“電磁兼容性是電子設(shè)備的一種功能，電子設(shè)備在電磁環(huán)境中能完成其功能而不產(chǎn)生不能容忍的干擾。” 　　我國頒布的“電磁兼容性”國家標(biāo)準(zhǔn)中，對電磁兼容性作出如下定義：“設(shè)備或系統(tǒng)在其電磁環(huán)境中能正常工作且不對該環(huán)境中的任何事物構(gòu)成不能承受的電磁干擾”。 　　顯然，電磁兼容性含有雙重含義：抗干擾性和干擾性。 　　二、 變頻器及電磁兼容性 　　一般來說，電氣設(shè)備必須同時具有對高頻和低頻干擾的抑制能力。其中高頻干擾主要包括靜電放電、脈沖干擾和發(fā)射性頻率的電磁場等;而低頻干擾主要指電源電壓波動、欠壓和頻率不穩(wěn)定等。通常變頻器能夠運行在一個可能存在著較高電磁干擾(EM1)的工業(yè)環(huán)境中，它既是噪聲發(fā)射源，可能又是噪聲接受器。 　　1、 變頻器所受的外部干擾 　　1) 晶體管換流設(shè)備對變頻器的干擾： 當(dāng)供電網(wǎng)絡(luò)內(nèi)有容量較大的晶閘管換流設(shè)備時，由于晶閘管總是在每相半周期內(nèi)的部分時間導(dǎo)通，容易使網(wǎng)絡(luò)電壓出現(xiàn)凹凸(如圖1-1所示)。它使變頻器輸入側(cè)的整流電路有可能因此出現(xiàn)較大的反向回復(fù)電壓而受到損害。 　　2) 補償電容器的投入和切出對變頻器的干擾： 當(dāng)在供電線路的變電所內(nèi)采用集中電容補償?shù)姆椒▉硖岣吖β室驍?shù)時，在補償電容投入和切出的暫態(tài)過程中，網(wǎng)絡(luò)電壓有可能出現(xiàn)很高的峰值(如圖1-2所示)。其結(jié)果是可能使變頻器的整流二極管內(nèi)承受過高的反向電壓而擊穿。 　　2、 變頻器對外部的干擾 　　1) 變頻器電流波形：變頻器的輸入電流和輸出電流中，都具有較強的高次諧波成分，它們將對其它控制設(shè)備形成干擾，影響其它設(shè)備的正常工作。 　輸入電流的波形： 如“交-直-交”電壓型變頻器的輸入側(cè)是整流和濾波電路(如圖示2-2所示)，只有電源的線電壓U2大于電容兩端的電壓UD時，整流橋中有充電電流。充電電流總是出現(xiàn)在電源電壓的振幅值附近，呈不連續(xù)的沖擊波形式(如圖2-1所示)。它具有很高的奇次諧波成份，特別是5次和7次諧波，如表一(以西門子MM3變頻器為例)。