变频器产生噪声的类型

2017-06-04 80 0

变频调速系统寄生电容 Cp 存在于电动机电缆与电动机内部,故变频器输出电压通过寄生电容产生一个高频脉冲噪声电流 Is、使变频器成为噪声源。因噪声电流 Is 的源是变频器、它一定要流回变频器。图5-1 中 Ze 为大地阻抗、Zn 为动力电缆与地之间阻抗,噪声电流流过 Ze、Zn 造成电压降、将影响同一电网其他设备造成干扰。

图5-1 变频器作为噪声源

如果高频噪声电流 Is 有确定通道、则高频噪声可得到抑制。若变频器与电动机间使用非屏蔽电缆,高频噪声电流以不确定路线流回变频器、并在此回路产生高频分量压降影响其他设备。为使高频噪声电流能沿确定路线流回、变频器与电动机间需采用屏蔽电缆,电缆屏蔽层必须连接到变频器外壳与电动机外壳上;高频噪声电流必须流回变频器时屏蔽层形成最有效通道,虽然噪声电流不会在 Ze 上出现压降、但在电源阻抗 Zs 上仍会出现压降影响其他电气设备。

变频器输入侧是二极管整流与电容滤波电路,只有电源线电压 U1 大于电容器两端直流电压 Ud 时整流桥才有充电电流,故充电电流总出现在电源电压振幅值附近、呈不连续冲击波形式、具有较强高次谐波成分。有关资料表明输入电流中 5 次与 7 次谐波分量最大、分别是 50 Hz 基波的 80% 与 70%。变频器整流电路产生谐波对电网产生传导干扰、也会引起电网电压畸变(电压畸变率用 THDv 表示,变频器产生谐波引起 THDv 在 10%~40% 左右)、影响供电质量。

变频器逆变器大多采用 PWM 技术,当工作于开关模式并高速切换时,电路中出现分布电感与分布电容、两者间产生磁能与静电能转换、出现振荡现象、形成电磁波发射;输出能量的同时在输出线上产生较强电磁辐射干扰、影响周边电器设备正常工作。变频器输出回路通过寄生电容 Cp 对地流过脉冲型噪声电流,故变频器对系统内其他电子电气设备来说是电磁干扰源。变频器输入输出电流中都含较多高次谐波成分,除构成电源无功损耗的较低次谐波外还有许多频率很高的谐波成分、以各种方式将能量传播出去、形成对变频器本身和其他设备的干扰信号。变频器噪声类型主要有以下几种:

(1)发射性噪声:变频器开关元件形成 du/dt 与电路分布电感产生高频振荡、把配电线路作为天线发射出电磁波。(2)静电感应噪声:若其他用电设备信号线靠近变频器输出线、由于静电感应产生感应电压、使其他用电设备误动作。(3)电磁感应噪声:若其他用电设备信号线靠近变频器输出线、由于电磁感应产生感应电压、使其他用电设备误动作。(4)传输噪声:变频器主回路开关产生的高频电流进入电源系统、对同一电源用电设备产生干扰。(5)漏电流噪声:PWM 控制高达 12 kHz 载波频率、在电动机绕组间、绕组与机座间、机座与大地间通过分布电容产生漏电流、通过接地系统将噪声传到其他用电设备引起误动作。

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