隨著現(xiàn)代工業(yè)對(duì)控制要求的不斷提高，變頻器以其調(diào)速精度高、節(jié)能效果好、運(yùn)行可靠、可頻繁起制動(dòng)控制靈活等優(yōu)點(diǎn)在工業(yè)生產(chǎn)的各行業(yè)得到了日益廣泛的應(yīng)甩但變頻器是一個(gè)電子設(shè)備，工作在電磁環(huán)境惡劣的工廠，易受外部干擾信號(hào)的影響，同時(shí)其本身也會(huì)向周?chē)l(fā)出電磁干擾信號(hào)，影響其它電子設(shè)備及系統(tǒng)的正常運(yùn)行。所以，為了保證變頻器及控制回路的正常工作，在應(yīng)用變頻器設(shè)備的設(shè)計(jì)中，抗干擾技術(shù)是不能忽視的。

　　1變頻器自身諧波干擾1.1變頻器諧波產(chǎn)生機(jī)理變頻器工作原理框圖如所示：變頻器的變頻原理一般為交一直一交工作原理，外部輸入380V 50Hz的工頻電源，經(jīng)三相橋路整流變成直流電壓信號(hào)，經(jīng)電容濾波、大功率晶體管開(kāi)關(guān)逆變?yōu)轭l率可變的交流信號(hào)。在整流回路中，輸入電流為不規(guī)律的矩形波，波形按傅立葉級(jí)數(shù)分解為基波和各次諧波，其中高次諧波將干擾輸入供電系統(tǒng)在逆變輸出回路中，輸出電流信號(hào)是受PWM載波信號(hào)調(diào)制成脈沖波形，其波形也可分解為基波和其它高次諧波，而高次諧波電流對(duì)負(fù)載造成直接干擾另外高次諧波電流還通過(guò)電纜向空間輻射，干擾鄰近電氣設(shè)備1. 2抑制諧波干擾的技術(shù)諧波的傳播途徑有傳導(dǎo)和輻射，解決傳導(dǎo)干擾的措施主要是把傳導(dǎo)的高頻電流濾波掉或采用隔離措施；解決輻射干擾的措施主要是對(duì)輻射源或被干擾的線路屏蔽具體措施有：①變頻系統(tǒng)的供電電源與其他設(shè)備的供電電源相互獨(dú)立或在變頻器和其他用電設(shè)備的輸入端安裝隔離變壓器，切斷諧波電流②在變頻器輸入端與輸出端串接合適的電抗器或安裝諧波濾波器，吸收諧波電流，或大電源或負(fù)載阻抗，達(dá)到抑制諧波的目的。③電動(dòng)機(jī)和變頻器之間的電纜應(yīng)穿鋼管敷設(shè)或用鎧裝電纜，并與其它弱電信號(hào)在不同的電纜溝中分別敷設(shè)，避免輻射干擾④信號(hào)線采用屏蔽線，布線時(shí)與變頻器主回路控制線應(yīng)有一定距離，切斷輻射干擾⑤變頻器使用專(zhuān)用接地線采用粗短線接地，鄰近其它電器設(shè)備的地線應(yīng)與變頻器配線分開(kāi)，這樣能有效抑制諧波電流對(duì)鄰近設(shè)備的輻射干擾），女，陜西人，講師，在職研宄生，主要從事機(jī)電傳動(dòng)控制及檢測(cè)傳感技術(shù)的研宄和教學(xué)工作。

　　2變頻器控制回路的抗干擾技術(shù)變頻器本身是一個(gè)干擾源，而其周?chē)目刂苹芈反蟛糠质切∧芰?、弱信?hào)回路，極易受其他電磁裝置的干擾，造成變頻器自身和周?chē)O(shè)備無(wú)法正常工作。所以在使用變頻器時(shí)必須對(duì)控制回路采取抗干擾措施2.1干擾信號(hào)入侵變頻器的途徑由于變頻器與外部信號(hào)進(jìn)行交流的基本回路有兩種：模擬回路和數(shù)字回路。模擬回路有電流信號(hào)回路和電壓回路；數(shù)字回路有開(kāi)關(guān)信號(hào)回路、變頻器開(kāi)停指令、正反轉(zhuǎn)信號(hào)指令等外部信號(hào)經(jīng)過(guò)基本回路導(dǎo)入變頻器，同時(shí)干擾源也在其回路上產(chǎn)生干擾信號(hào)，以控制回路的電纜為媒體進(jìn)入變頻器，影響變頻器的正常工作。

　　2.2干擾的類(lèi)型2.2.1靜電耦合干擾變頻器控制電纜與周?chē)姎饣芈返碾娙蓠詈细蓴_，包括電路周?chē)矬w上聚集的電荷對(duì)控制回路的泄放，以及周?chē)拇筝d流導(dǎo)體產(chǎn)生的電場(chǎng)通過(guò)寄生電容對(duì)變頻器產(chǎn)生耦合干擾2.2.2靜電感應(yīng)干擾周?chē)箅娏麟娖鳟a(chǎn)生的磁通變化在變頻器控制回路中感應(yīng)出電動(dòng)勢(shì)如動(dòng)力線電動(dòng)機(jī)、變壓器繼電器等都能產(chǎn)生這種磁場(chǎng)2.2.3電磁輻射干擾由各種大功率高、中頻發(fā)生裝置，各種電火花以及電臺(tái)等產(chǎn)生高頻電磁波向周?chē)臻g輻射，變頻器的控制電纜成為接收天線，產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)。

　　2.2.4接觸不良干擾變頻器控制電纜的電接點(diǎn)、繼電器觸點(diǎn)接觸不良，使接觸電阻發(fā)生變化在電纜中產(chǎn)生干擾2.2.5電源線傳導(dǎo)干擾各種電器設(shè)備從同一電源供電時(shí)，由其他設(shè)備在電源系統(tǒng)產(chǎn)生電勢(shì)2.2.6接地干擾由于接地不當(dāng)，形成接地環(huán)路而產(chǎn)生的。變頻器控制回路接地系統(tǒng)有三個(gè)通道：信號(hào)接地通道機(jī)體接地通道、強(qiáng)電接地通道如果各設(shè)備負(fù)載不平衡漏電、過(guò)載等原因，可能在接地處形成電位差而產(chǎn)生接地干擾2.3硬件抗干擾技術(shù)在設(shè)計(jì)變頻器應(yīng)用系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)考慮變頻器在預(yù)定的工作場(chǎng)所運(yùn)行時(shí)既不受周?chē)姶鸥蓴_的影響，也不對(duì)周?chē)O(shè)備施加干擾針對(duì)干擾類(lèi)型，常采用的技術(shù)有下列幾個(gè)方面：2.3.1靜電干擾采用的措施是加大控制電纜與干擾源的距離，以減弱干擾的影響或在兩電纜間設(shè)置屏蔽導(dǎo)體，將屏蔽導(dǎo)體接地或?qū)⒖刂齐娎|與其他動(dòng)力電纜分開(kāi)敷設(shè)2.3.2電磁輻射干擾采用的措施有除了加大干擾源與變頻器控制回路的距離外，必要時(shí)將變頻器進(jìn)行屏蔽，并將殼狀屏蔽體接地。

　　2.3.3接觸不良干擾變頻器控制電纜的電接點(diǎn)應(yīng)定期進(jìn)行擰緊加固處理；對(duì)繼電器觸電采用并聯(lián)觸點(diǎn)或選用無(wú)觸點(diǎn)的繼電器。

　　2.3.4電源線傳導(dǎo)干擾變頻器的控制電源應(yīng)與其他電源分開(kāi)供電或在控制電源的輸入回路裝設(shè)濾波器或裝設(shè)隔離變壓器，且屏蔽接地。

　　2.3.5接地干擾控制電纜采取一點(diǎn)接地，且接地線不能作為信號(hào)通路使用。若電纜的接地在變頻器側(cè)，要使用專(zhuān)用的接地端子，不與其它端子公用，并盡量減少接地端子接點(diǎn)的電阻。

　　2.3.6合理布局變頻器控制柜及電纜裝有變頻器的控制柜應(yīng)盡量遠(yuǎn)離大容量的電器（如變壓器、電動(dòng)機(jī)）；控制電纜應(yīng)避開(kāi)漏磁通大的設(shè)備，遠(yuǎn)離易產(chǎn)生電弧的斷路器或接觸器；控制電纜盡量采用屏蔽絞合絕緣電纜，屏蔽電纜的屏蔽長(zhǎng)度應(yīng)和導(dǎo)體部分一樣長(zhǎng)，屏蔽端子要相互連接2.4軟件抗干擾技術(shù)隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，在變頻器的控制系統(tǒng)引入微處理器，使變頻器的性能大大提高采用抗干擾技術(shù)軟件來(lái)識(shí)別有用信號(hào)和干擾信號(hào)，并濾除干擾信號(hào)，大大提高變頻器抗干擾能力3干擾實(shí)例分析例1某采用變頻控制的經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車(chē)床主軸，在調(diào)試加工螺紋時(shí)出現(xiàn)了亂牙現(xiàn)象該車(chē)床主軸使用外置光電編碼器配合機(jī)床加工螺紋螺紋加工時(shí)產(chǎn)生亂牙的大多數(shù)原因是光電編碼器與CNC裝置的連線接觸不良、光電編碼器損壞、光電編碼器與彈性聯(lián)軸件的連接松動(dòng)等問(wèn)題引起由于拆卸光電編碼器比較麻煩，所以先檢查光電編碼器與CNC裝置以及+5V電源連線是否正常若正常，再對(duì)主軸通電旋轉(zhuǎn)和關(guān)掉主軸電源手動(dòng)盤(pán)旋主軸，用虛擬示波器分別測(cè)量光電編碼器的辨向脈沖信號(hào)的波形。

　　經(jīng)分析光電編碼器的辨向脈沖信號(hào)的波形，發(fā)現(xiàn)引起亂牙的原因是主軸調(diào)速使用變頻器產(chǎn)生的電氣干擾解決的方法是在光電編碼器的辨向脈沖端、零標(biāo)志脈沖端和+ 5V電源端對(duì)信號(hào)零線之間并接濾波電容，結(jié)果運(yùn)行正常。

　　例2某變頻控制系統(tǒng)，由兩臺(tái)變頻器組成，安裝在同一柜體內(nèi)，調(diào)頻方式均為電位器調(diào)節(jié)方式其中一臺(tái)運(yùn)行時(shí)，工作正常；而當(dāng)兩臺(tái)同時(shí)工作時(shí)，頻率就互相干擾，即調(diào)節(jié)一臺(tái)變頻器的電位器時(shí)對(duì)另一臺(tái)變頻器的頻率就有影響。經(jīng)過(guò)檢查分析，發(fā)現(xiàn)是兩臺(tái)變頻器諧波相互干擾采用的解決方法是把一臺(tái)變頻器的電位器移到其它柜體中，且引線用屏蔽信號(hào)線，使干擾信號(hào)減弱如要徹底消除干擾，就將一臺(tái)變頻器移到一個(gè)專(zhuān)用柜內(nèi)，且這個(gè)專(zhuān)用變頻器柜與原來(lái)的柜體應(yīng)有一段距離，接線和引線也作相應(yīng)的改動(dòng)，這樣處理后，干擾基本消除。

　　例3某變頻控制系統(tǒng)用來(lái)切換兩套機(jī)泵，此控制系統(tǒng)原采用自耦變壓器降壓?jiǎn)?dòng)工頻運(yùn)行，改為變頻調(diào)速運(yùn)行后，變頻器的輸出端到電動(dòng)機(jī)的輸出線嚴(yán)重發(fā)熱，電動(dòng)機(jī)外殼溫升加重，經(jīng)常出現(xiàn)保護(hù)性跳閘產(chǎn)生的主要原因是變頻器輸出電壓和電流信號(hào)中包含PWM高次諧波，其諧波電流在輸出導(dǎo)線和電動(dòng)機(jī)繞組上形成的附加功率損耗解決方法是把變頻器的輸出線和輸入線分開(kāi)敷設(shè)，各走自己的電纜溝，大原電纜的截面，使輸出端與電動(dòng)機(jī)之間的連線盡可能短。這樣處理后，發(fā)熱故障消除。

　　4結(jié)語(yǔ)本文介紹了變頻器的內(nèi)部干擾和外部干擾以及各種干擾信號(hào)的抗干擾技術(shù)，對(duì)變頻器的實(shí)際應(yīng)用、提高變頻器的可靠性運(yùn)行有一定的指導(dǎo)意義。