富凌變頻器應用中抗干擾問題的探討

1 引言
　　隨著電力電子及其控制技術的發展，變頻器及其變頻調速已經被廣泛應用到工業控制的各個領域，如變頻調速在供水、空調設備、過程控制、電梯、機床等方面的應用，變頻器的廣泛應用也帶來了不能忽視的干擾問題。這種干擾表現在現場供電和其他用電設備對變頻器的干擾和變頻器運行時產生的高次諧波對電網和周圍設備的干擾兩個方面。如果變頻器的干擾問題解決不好，不僅變頻器系統無法可靠運行，還會影響其周邊其他電子、電氣設備的正常工作。因此，變頻器應用系統中的干擾問題倍受理論界和工程應用界的廣泛重視。下面結合自己的工作實踐，主要討論變頻器及其調速系統的干擾及其抑制方法。

2 變頻器系統的主要干擾
2.1 外部對變頻器的干擾
(1) 非線性用電設備對變頻器的干擾
　　由于各種整流設備、交直流互換設備、電子電壓調整設備、照明設備等非線性負載的應用，這些負載成為電網中的大量諧波源，使電網電壓、電流產生波形畸變。圖1示出晶閘管換相引起的畸變。

圖1 晶閘管換相引起的畸變

變頻器的供電電源受到來自被污染的交流電網的干擾后，若不加以處理，電網噪聲就會通過電網電源電路干擾變頻器。供電電源對變頻器的干擾主要有過壓、欠壓、瞬時掉電；浪涌、跌落；尖峰電壓脈沖；射頻干擾。其次，共模干擾通過變頻器的控制信號線也會干擾變頻器的正常工作。
(2) 補償電容器的投入和切出對變頻器的干擾
　　許多用戶都在變電所內采用集中電容補償的方法來提高功率因數，在補償電容器投入和切出的暫態過程中，網絡電壓有可能出現很高的峰值，如圖2所示，其結果是可能使變頻器的整流管因承受過高的反電壓而擊穿。

圖2 補償電容投入時的電壓畸變

2.2 變頻器對外部的干擾
　　變頻器對電網來說也是非線性負載，它所產生的諧波會對同一電網的其他電子、電氣設備產生諧波干擾。另外，逆變器采用spwm技術，當其工作于開關模式并作高速切換時，產生大量耦合性噪聲,對共網的其他的電子、電氣設備來說是一個電磁干擾源。
(1) 輸入電流的波形
　　ac-dc-ac壓型變頻器的輸入側是整流和濾波電路，只有在電源的線電壓ul大于電容器兩端的直流電壓ud時，整流橋中才有充電電流。因此充電電流總是出現在電源電壓的振幅值附近，呈不連續的沖擊波形式，如圖3a)所示。它具有很強的高次諧波成分，其中5次諧波和7次諧波分量很大，如圖3b)所示。

圖3 輸入電流的波形及其諧波分析