变频器干扰分析--厦门PLC培训

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　变频器的出现为工业自动化控制、电机节能带来了革新。工业生产中几乎离不开变频器，即使在日常生活中，电梯、变频空调等也成为不可缺少的部分，变频器已经开始渗入到生产、生活的各个角落。然而，变频器的广泛使用也带来了许多前所未有困扰，典型的电磁兼容/电能质量现象包括：

　　①变频器工作时，继电保护器误动作;

　　②变频器工作时，PLC工作异常、仪表读数错误;

　　③工厂安装了变频器后，无功补偿电容不能正常投切甚至烧毁;

　　④工厂安装了变频器后，原来的配电系统不再满足要求，电缆、变压器过热，配电盘跳闸，变压器温升、噪声加大;

　　⑤ 变频器驱动的电机，发热严重、噪声增加;

　　⑥变频器驱动的电机，绝缘容易损坏，轴承容易损坏。

　　变频器之所以带来这些问题，是由变频器的工作原理所决定的。变频器主要由两部分组成：整流器和逆变器，整流器和逆变器是导致上述现象的根本原因。整流器工作时产生谐波电流，这些谐波电流会影响供电的变压器及周边电子设备。逆变器对直流电压进行控制，产生脉宽调制(PWM)波，PWM电压波形是电磁干扰和损伤电机的根本原因，如图1所示。

　图1 变频器产生电磁兼容/电能质量问题

　　现代变频器的体积更小，效率更高。然而，伴随着这些技术进步，上述的一些问题也越来越严重。之所以出现这样的情况，是因为现代变频器中使用了高性能的IGBT作为输出PWM的开关器件，这种器件的开关速度非常快，使PWM波形的上升沿与下降沿很短。根据付立业分析，脉冲的上升沿越短，则意味着脉冲中所包含的高频成份越丰富。高频成份丰富，意味着会有更多的机会产生电磁辐射与电磁耦合。另外，PWM更短的上升沿时间，也会对电机产生更严重的损伤。

　　变频器导致电磁兼容和电能质量问题的根本原因如表1所示

表1 变频器导致电磁兼容问题的机理和现象

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