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变频器电磁干扰及防治措施点击：912 | 回复：5

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发表于：2017-05-03 12:54:47

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随着电力电子技术的不断发展，变频调速已成为交流电机调速的主流方式，变频器以其卓越的调速性能、显著的节能效果已广泛应用于工业和民用的控制领域。此外，变频器具有软启动功能，电机启动时可减少对电网的冲击及电机自身的机械冲击。

由于变频器内部的晶闸管工作于高速的开关状态，连续的通断会产生持续的干扰电流，变频器的电磁干扰(EMI)也随之产生。在应用变频器时，需要重视变频器对周围电气设备、控制系统等的干扰问题。本文将对变频器电磁干扰产生的原因及干扰的防治措施进行一系列说明。

1 电磁干扰

1.1 变频器原理和干扰产生

变频器内部包括整流和逆变两部分基本电路，逆变电路在前级整流电路得到的直流电压基础上，通过控制器输出高频PWM脉冲控制晶闸管进行有规律地通断，把直流电压变换成不同宽度的脉冲电压，再经过滤波后得到逆变输出电压。由图1所示，变频器输入、输出端的电缆与大地以及电缆芯线之间存在分布电容，逆变部的6个晶闸管每次快速通断会通过该分布电容产生干扰电流，同时变频器整流部分半导体器件的非线性特性会产生谐波电流，种种因素使得变频器成为一个电磁干扰源。

图1 变频器结构图

1.2 干扰危害

变频器内部的整流桥是典型的非线性负载，在进行整流工作时会产生丰富的谐波电流。当谐波电流通过各种方式将其能量传播出去，就形成了电磁干扰。谐波电流可通过变频器输入端导线传导给系统内的其他设备，会使电机产生电磁噪声，增加其铁损和铜损，同时也使得系统电压产生畸变；谐波电流通过电磁波形式传播出去，会对周围的电子、电气设备产生电磁辐射干扰；变频器含有谐波电流的输入、输出电缆会与相邻的其他线路发生感应现象，感应出的干扰电压和干扰电流会严重影响传感器等敏感元件、设备的正常工作。

1.3 干扰传播途径

变频器作为干扰源通常以传导、辐射、感应耦合这三种方式将干扰信号传播出去。

(1)传导干扰

变频器产生的干扰信号可通过负载电缆等导体对外围设备产生影响，该种即为传导干扰方式。干扰信号通过电缆传播至电机时，使电机铁损和铜损增加，会影响电机机械特性；若干扰信号传播至电源网络中，则会使网络电压产生畸变，从而影响其他设备工作。此外干扰信号还可通过传感器信号线或者屏蔽线进行传导，则会影响到传感器的正常工作。传导干扰方式如图2所示。