富凌變頻器應(yīng)用中抗干擾問(wèn)題的探討

1 引言
　　隨著電力電子及其控制技術(shù)的發(fā)展，變頻器及其變頻調(diào)速已經(jīng)被廣泛應(yīng)用到工業(yè)控制的各個(gè)領(lǐng)域，如變頻調(diào)速在供水、空調(diào)設(shè)備、過(guò)程控制、電梯、機(jī)床等方面的應(yīng)用，變頻器的廣泛應(yīng)用也帶來(lái)了不能忽視的干擾問(wèn)題。這種干擾表現(xiàn)在現(xiàn)場(chǎng)供電和其他用電設(shè)備對(duì)變頻器的干擾和變頻器運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的高次諧波對(duì)電網(wǎng)和周?chē)O(shè)備的干擾兩個(gè)方面。如果變頻器的干擾問(wèn)題解決不好，不僅變頻器系統(tǒng)無(wú)法可靠運(yùn)行，還會(huì)影響其周邊其他電子、電氣設(shè)備的正常工作。因此，變頻器應(yīng)用系統(tǒng)中的干擾問(wèn)題倍受理論界和工程應(yīng)用界的廣泛重視。下面結(jié)合自己的工作實(shí)踐，主要討論變頻器及其調(diào)速系統(tǒng)的干擾及其抑制方法。

2 變頻器系統(tǒng)的主要干擾
2.1 外部對(duì)變頻器的干擾
(1) 非線性用電設(shè)備對(duì)變頻器的干擾
　　由于各種整流設(shè)備、交直流互換設(shè)備、電子電壓調(diào)整設(shè)備、照明設(shè)備等非線性負(fù)載的應(yīng)用，這些負(fù)載成為電網(wǎng)中的大量諧波源，使電網(wǎng)電壓、電流產(chǎn)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(lái)自被污染的交流電網(wǎng)的干擾后，若不加以處理，電網(wǎng)噪聲就會(huì)通過(guò)電網(wǎng)電源電路干擾變頻器。供電電源對(duì)變頻器的干擾主要有過(guò)壓、欠壓、瞬時(shí)掉電；浪涌、跌落；尖峰電壓脈沖；射頻干擾。其次，共模干擾通過(guò)變頻器的控制信號(hào)線也會(huì)干擾變頻器的正常工作。
(2) 補(bǔ)償電容器的投入和切出對(duì)變頻器的干擾
　　許多用戶(hù)都在變電所內(nèi)采用集中電容補(bǔ)償?shù)姆椒▉?lái)提高功率因數(shù)，在補(bǔ)償電容器投入和切出的暫態(tài)過(guò)程中，網(wǎng)絡(luò)電壓有可能出現(xiàn)很高的峰值，如圖2所示，其結(jié)果是可能使變頻器的整流管因承受過(guò)高的反電壓而擊穿。

圖2 補(bǔ)償電容投入時(shí)的電壓畸變

2.2 變頻器對(duì)外部的干擾
　　變頻器對(duì)電網(wǎng)來(lái)說(shuō)也是非線性負(fù)載，它所產(chǎn)生的諧波會(huì)對(duì)同一電網(wǎng)的其他電子、電氣設(shè)備產(chǎn)生諧波干擾。另外，逆變器采用spwm技術(shù)，當(dāng)其工作于開(kāi)關(guān)模式并作高速切換時(shí)，產(chǎn)生大量耦合性噪聲,對(duì)共網(wǎng)的其他的電子、電氣設(shè)備來(lái)說(shuō)是一個(gè)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(cè)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(shí)，整流橋中才有充電電流。因此充電電流總是出現(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3a)所示。它具有很強(qiáng)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