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淺談交流變頻器系統的抗干擾性和干擾性

來源:鉅大LARGE    2019-08-06    點擊量:28

 摘 要:討論了交流變頻器系統的抗干擾性和干擾性,并提出了防干擾和抗干擾的錯是。


關鍵詞:干擾性;電磁兼容性;變頻


隨著我國經濟的發展和科技的進步,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境中良好的工作能力,并且不能產生在此環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:設備或系統在其電磁環境中能正常工作且不對該環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)的工業環境中,它既是噪聲發射源,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的方法來提高功率因數時,在補償電容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。充電電流總是出現在電源電壓的振幅值附近,呈不連續的沖擊波形式(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)。


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