变频技术

变频器柜内的布线

变频器机壳通常作为变频器内部控制系统的参考电位，因此必须尽量减小流过用于安装变频器的机柜背板中的噪声电流、防止出现变频器 PE 端与本系统中远端其他相关电子设备参考电位之间噪声电压、以提高系统可靠性。图5-16 变频器柜布线实例（a）不正确布线；（b）正确布线图5-16 为包含多台变频器及 PLC 的变频器柜布线实例。不正确布线实例中：变频器输出电缆安装在靠近 PLC 背板正上方、电缆屏蔽层接机柜上方，变频器输入采用非屏蔽且不带电缆金属保护管的三相三线电缆，变频器柜 PE 母排靠近 PLC 背板…

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变频器产生噪声的类型

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…

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变频器所处电磁环境中的主要干扰源

对变频器进行电磁兼容性设计前必须分析预期电磁环境，并从电磁干扰源、耦合途径与敏感设备入手找出所处系统中的电磁干扰，然后有针对性地采取措施消除或抑制。变频器所处电磁环境中的电磁干扰源主要有：①高频开关器件快速通断形成大脉冲电流引起的电磁干扰；②供电电源负载突变；③系统内部及周围强电元件造成的强电干扰；④电动机电枢传输线与其他传输线间电容性耦合与电感性耦合引起的干扰；⑤连续波干扰源等造成的空间辐射干扰。变频器外部干扰源首先来自外部电网，电网中谐波干扰主要通过变频器供电电源干扰变频器。电网中存在大量谐…

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抑制变频器对微机控制板的干扰

控制系统中多采用计算机或 PLC 控制，在系统设计或改造过程中一定要注意变频器对计算机或 PLC 的干扰问题。变频器产生传导与辐射干扰往往导致系统工作异常，需采取必要措施：（1）良好接地：电动机等强电控制系统接地线必须通过接地汇流排可靠接地，计算机或 PLC 屏蔽地最好单独接地。干扰严重场合应将传感器、I/O 接口屏蔽层与计算机或 PLC 控制地相连。（2）给计算机或 PLC 电源加装电磁干扰滤波器、共模电感、高频磁环等，可有效抑制传导干扰（如图5-17）。辐射干扰严重场合（如周围存在 GSM …

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避免变频调速系统的噪声共振

SPWM 脉冲序列中各脉冲宽度由正弦波与三角波交点决定（如图5-21），其中三角波为载波、正弦波为调制波。以功率晶体管（GTR）为逆变管的变频器中载波频率通常在 1.5～2 kHz 之间。因载波频率谐波分量较大、易引起铁芯振动产生噪声，若噪声频率与变频调速系统中某部分谐振频率一致、噪声将增大。为减小由此引起的噪声，变频器提供在一定范围内调整载波频率的功能，通常将载波频率分若干挡，调试时通过试验确定最佳载波频率挡。图5-21 SPWM 脉冲序列

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低压变频器电磁兼容等级的典型值

低压变频器电磁兼容等级典型值如表5-1 所示。表5-1 低压变频器电磁兼容等级典型值

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变频器输入、输出电抗器的正确配置

通用变频器主电路形式一般由整流、逆变与滤波三部分组成：整流部分为三相桥式不可控整流器、中间滤波部分采用大电容作滤波器、逆变部分为 IGBT 三相桥式逆变器、且输入为 PWM 波形。变频器通过 6 组脉宽可调 SPWM 波控制三相 6 组功率元件导通关断、形成电压频率可调三相输出电压，输出电压输出电流由 SPWM 波与三角载波交点产生、不是标准正弦波、含较强高次谐波成分、将对同一电网其他设备产生很强干扰、甚至造成部分设备不能正常工作；同时同一电网其他设备启动或工作时对电网造成冲击、或电网自身电压波…

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低压变频器抗电磁骚扰的验收准则及等级

验收准则是用来检验低压变频器抗干扰性性能的。验收准则按其对低压变频器系统影响程度（严酷等级）、分为 A、B、C 三类，如表5-2 所示。表5-2 检验低压变频器抗干扰性的验收准则及等级表5-2 中 A 类影响最轻（要求抗干扰性最高）、最难做到；C 类抗干扰性最差、对低压变频器影响最恶劣。按严酷、抗干扰性难易依次是 A>B>C。

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解决电动机漏电流、轴电压与轴承电流

变频器驱动感应电动机的电动机模型如图5-18 所示：Csf 为定子与机壳间等效电容、Csr 为定子与转子间等效电容、Crf 为转子与机壳间等效电容、Rb 为轴承对轴的电阻、Cb 与 Zb 为轴承油膜电容与非线性阻抗。高频 PWM 脉冲输入下电动机内分布电容电压耦合作用构成系统共模回路、引起对地漏电流、轴电压与轴承电流问题。图5-18 变频器驱动感应电动机的电动机模型漏电流主要是 PWM 三相供电电压极其瞬时不平衡电压与大地之间通过 Csf 产生，大小与 PWM 的 du/dt 大小及开关频率有关…

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变频器输入电抗器的作用

输入电抗器 LA1 又称电源协调电抗器，串联在电源进线与变频器输入侧（R、S、T）、用于抑制输入电流高次谐波。它能限制电网电压突变与操作过电压引起的浪涌电压对变频器冲击、有效保护变频器整流单元、改善三相电源不平衡性、提高输入电源功率因数（提高到 0.75～0.85）。变频器电源输入端接入与未接入输入电抗器时输入电网谐波电流情况如图5-23 所示，可看出接入电抗器后能有效抑制谐波电流。图5-23 6 脉冲整流器安装与未安装进线电抗器的比较输入电抗器既能阻止来自电网的干扰、又能减少整流单元产生谐波电…

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