隨著我國經濟的發(fā)展和科技的進步，交流變頻調速的應用越來越廣泛。在各種調速方式中，交流變頻調速技術已被國內外公認為是最理想、最有發(fā)展前途的一種調速方式了。當工廠和設備采用交流調速時，在變頻器的電源側和電機側都會產生諧波干擾。一方面當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生高次諧波干擾外部其他設備，即所謂的“EMC”。
一、 什么是EMC？
EMC即是“電磁兼容性”。它是指電氣設備在電磁環(huán)境中良好的工作能力，并且不能產生在此環(huán)境中工作的其它設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備的一種功能，電子設備在電磁環(huán)境中能完成其功能而不產生不能容忍的干擾。”
我國頒布的“電磁兼容性”國家標準中，對電磁兼容性作出如下定義：“設備或系統(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） 晶體管換流設備對變頻器的干擾：
當供電網絡內有容量較大的晶閘管換流設備時，由于晶閘管總是在每相半周期內的部分時間導通，容易使網絡電壓出現(xiàn)凹凸（如圖1-1所示）。它使變頻器輸入側的整流電路有可能因此出現(xiàn)較大的反向回復電壓而受到損害。
2） 補償電容器的投入和切出對變頻器的干擾：
當在供電線路的變電所內采用集中電容補償?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，網絡電壓有可能出現(xiàn)很高的峰值（如圖1-2所示）。其結果是可能使變頻器的整流二極管內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備形成干擾，影響其它設備的正常工作。
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）。
寄生電容Cp存在于電機電纜和電機內部，因此變頻器的PWM輸出電壓波形的開關翼部通過寄生電容產生一個高頻脈沖電流Is，使變頻器成為一個諧波干擾源。由于諧波電流Is的產生源是變頻器,因此它一定要流回變頻器。圖中Ze為大地阻抗,Zn為動力電纜與地之間的阻抗。諧波電流流過此二阻抗所造成的電壓降,將影響到同一電網上的其它設備造成干擾。
直流電抗器（平波電抗器）：串聯(lián)在整流橋和濾波電容之間（如圖4-1中Ld），它的功能主要就是削弱逆變器輸入電流中的高次諧波成份，并且可通過抑制諧波電流來提高功率因數(shù)。
濾波器
在變頻器的輸入輸出側電路中，除上述較低次的諧波成份外，還有許多頻率較高的諧波電流，它們將以各種方式形成對其他設備的干擾信號，濾波器就是用于削弱頻率較高的諧波分量的方法（如圖4-2所示）。
輸入濾波器：通常有兩種
（1） 線路濾波器：主要由電感線圈構成（如圖4-2中F11所示）。它主要通過增大線路在高頻下的阻抗來削弱頻率較高的諧波電流。
（2） 輻射濾波器：主要由高頻電容構成（如圖4-2中F12所示,也可以△接方式）。它將吸收掉頻率很高的具有輻射能量的諧波成份。使得流回電源的高頻電流大大減少。（也可以采用變頻器生產廠家提供的專用“無線電抗干擾濾波器”）。
輸出濾波器：也主要由電感線圈構成（如圖4-2中F0所示）。它可以有效地削弱輸出電流中的高次諧波成份，不但起到抗干擾作用，而且能削弱電機中高次諧波電流引起的附加轉矩。
注：當輸出濾波器由LC電路構成時，濾波器內接入電容器的一側，必須與電動機相接。
3）、使用屏蔽電纜及合理布線： 對通過感應方式傳播的干擾信號可通過下列方式予以消除。
屏蔽信號電纜增加抗干擾（如圖4-4所示）：
控制電纜最好使用屏蔽電纜。一般來說，控制電纜的屏蔽層應直接在變頻器的內部接地，另一側通過一個高頻小電容（例如3.3nf/3000V）接地。當屏蔽層兩端的差模電壓不高和連接到同一地線上時，也可以將屏蔽層的兩端直接接地。信號線和它的返回線絞在一起，減小感性耦合引起的干擾。絞合越靠近端子越好。模擬信號的傳輸線應使用雙屏蔽的雙絞線。不同的模擬信號線應該獨立走線，有各自的屏蔽層，以減少線間的耦合。不要把不同的模擬信號置于同一個公共反回線。低壓數(shù)字信號最好使用雙屏蔽的雙絞線，也可以使用單屏蔽的雙絞線。
良好的接地及合理的布線：確保柜體中的所有設備接地良好，使用短和粗的接地線連接到公共接地點或接地母排上。特別重要的是，連接到變頻器的任何控制設備要與其共地,同樣也要用短和粗的導線接地。最好采用扁平導體（如金屬網），因其在高頻時阻抗較低。
合理布線也是很重要，模擬信號和數(shù)字信號的傳輸電纜應該分別走線。盡量不要將低壓線與220VAC電源線共用同一電纜。應盡量避免電機電纜與其它電纜長距離平行走線。
設計控制柜體時要注意EMC的區(qū)域原則，盡量把不同的設備規(guī)劃在不同的區(qū)域中。
三、 結束語
設備的抗干擾性和干擾性是一個很重要的問題，目前EMC已成為系統(tǒng)故障的一個主要原因。EMC的一條準則是“預防是最有效的、最經濟的方案”。所以EMC已成為保證變頻設備可靠正常運行的一個不可忽視的重要問題。
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