摘 要：变频器在工作中常常出现干扰问题，如果不解决变频器的该问题，变频器将不能稳定运行。因此，变频器使用的首先要解决变频器的干扰，文中从变频器干扰的形成、来源、途径以及抗干扰的措施几个方面进行论述，来解决变频器的干扰问题。
关键词：变频器；电磁耦合；电磁干扰；抗干扰
由于变频器可以实现无级调速，而且还具有许多特有的功能，并以其良好的调速性能、价格优势，在工业控制系统中得到广泛应用，但变频器的使用也产生了以下严重的干扰问题：
（1）变频器在运行中会产生的电磁干扰，会使电网产生谐振。
（2）变频器在运行中增加了电动机附加损耗。
（3）变频器在运行中会给其他电子设备、通讯设备造成干扰。
因此，我们通过研究变频器的抗干扰技术，来解决变频器运行过程中的干扰问题。下面从变频器干扰的形成、来源、途径以及抗干扰的措施几个方面对变频器的干扰进行分析。
一、变频器干扰的来源
变频器的干扰包括外部因素对变频器的干扰和变频器对外部设备的干扰。
（一）外部电网对变频器的干扰
电网中的谐波会干扰变频器的正常运行，主要是通过变频器的供电电源来干扰变频器。供电电源的干扰对变频器主要有过压、欠压、瞬时掉电、浪涌、跌落 、尖峰电压脉冲 、射频干扰等。主要有以下两个方面：
（1）晶闸管换流设备对变频器的干扰。当供电网络内有大容量的晶闸管换流设备时，会使电网电压出现凹口，波形会产生严重失真。
（2）电力补偿电容对变频器的干扰。电力部门都对用电单位的功率因数有严格的要求，因此，许多单位都在变电所旁边建有电容室，利用电容补偿的方法来提高功率因数，达到电力部门的要求。在补偿电容投入或切出的瞬间，电网电压会出现一个很高的峰值，其结果有可能使变频器的整流二极管因过电压而击穿。
（二）变频器对外部设备的干扰
变频器大多都采用交—直—交的形式，所以变频器的桥式整流对电网来说是一个非线性的负载，它在通电过程中会产生谐波，对在同一电网运行的其它电子设备产生谐波干扰。还有，变频器中的逆变器技术大多采用PWM，当电子器件工作于开关模式并且高速切换时，会产生大量耦合性电磁噪声。因此，变频器会对系统内其它的电子设备产生不同程度的干扰。另外，变频器的输入和输出电流中，也含有许多高次谐波。这些高次谐波会向周边辐射，进而对变频器本身和其它电子设备进行干扰。
（1）变频器输入电流的波形。变频器的输入侧需要把交流信号变为直流信号，因此，需要二极管桥式整流电路和大电容滤波电路。很显然，只有电源的电压瞬时值大于电容器两端的直流电压时，整流桥中才有充电电流流过。因此，充电电流是不连续的冲击波形式，具有非常强的高次谐波。
（2）变频器输出电压与电流的波形。变频器需要把直流信号变为频率可以调节交流信号，因此，需要采用逆变桥进行逆变，大多逆变桥都采用SPWM调制方式，其输出电压为占空比按正弦规律分布的系列矩形波；因为三相异步电动机的定子绕组是感性负载，定子电流又非常接近于正弦波。但是，与载波频率相等的谐波分量还是非常大的。
二、变频器干扰信号的传播方式
变频器在运行过程中会产生功率较大的谐波，对系统的其他设备造成干扰性，其干扰途径与一般电磁干扰途径是一样的，主要分电路耦合、电磁辐射、感应耦合三种方式。具体干扰形式如下：
（1）对其周围的电子设备产生一定的电磁辐射。
（2）对其直接驱动的三相异步电动机产生电磁噪声干扰，使得电动机的损耗增加。
（3）传导干扰到电源，通过配电网络传导给系统其它设备。
（4）对相邻的其它线路产生感应耦合，感应出干扰电压或电流。
（5）系统内的干扰信号通过感应耦合干扰变频器的正常工作。
（一）电路耦合的方式
由于变频器的输入电流为非正弦波，当变频器的容量比较大时，会对电网电压产生影响使其畸变，影响其他电子设备的正常工作；同时输出端产生的干扰会使电动机的损耗增加，影响电动机的运行性能。显然，电路耦合是变频器输入电流和输出电压、电流干扰信号的主要传播方式。
（二）感应耦合的方式
当变频器的输入电路或输出电路与其他电子设备的离得很近时，变频器产生的高次谐波干扰信号将会通过感应耦合的方式传到其他设备中去。感应耦合的方式有电磁感应和静电感应两种方式。
（三）电磁幅射的方式
频率很高的谐波分量会以电磁波的方式向空中幅射，进而干扰其他设备。
三、变频调速系统抗干扰的措施
要形成电磁干扰必须具备三个要素就是电磁干扰源、电磁干扰途径还有对电磁干扰敏感的系统。具体的措施可采用隔离、滤波、屏蔽、接地等方法。
（一）干扰的隔离
把干扰源和易受干扰的部分从电路上进行隔离，使它们不发生电的联系。在变频调速系统中，通常是采用隔離变压器进行隔离，以免传导干扰。
（二）设置滤波器
为减少电磁噪声和损耗，在变频器输入侧设置输入滤波器；在变频器输出侧设置输出滤波器。因为在变频器的输入和输出电路中有许多频率很高的谐波电流 ，会对其他设备造成干扰。接入滤波器就是削弱频率较高谐波分量的最好方法。根据滤波器使用位置的不同，可分为输入滤波器和输出滤波器。
输入滤波器 通常有以下两种：
（1）线路滤波器。由电感线圈构成。它通过增大线路在高频下的阻抗来削弱频率较高的谐波电流。
（2）辐射滤波器。主要由高频电容器构成。它将吸收掉频率很高的谐波成分。
输出滤波器
用来削弱输出电流中的高次谐波成分。它不仅可以起到抗干扰的作用，还可以削弱三相异步电动机中由高次谐波电流引起的附加转矩。
对于变频器输出端的抗干扰措施，必须注意以下方面：
（1）变频器的输出端绝对不允许接入电容器，以免在逆变管导通或关断的瞬间，产生峰值很大的充电（或放电）电流，损坏逆变管。
（2）输出滤波器一由LC电路构成时，滤波器内接入电容器的一侧，必须要和电动机侧相接。
（3）屏蔽干扰源是抑制干扰最行之有效的方法。
（三）接地
在变频器使用过程中，主回路端子PE（E、G）的正确接地是提高变频器抑制噪声和减小变频器干扰的重要手段，在使用时必须将此端子与大地可靠连接，如果变频器和其他设备或者是多台变频器一起接地时，每台设备应分别和接地干线相接，绝对不允许将一台设备的接地端和另外一台的接地线相接后再接地。
（四）串入电抗器
在变频器的输入电流中频率较低的谐波分量所占的比重是很高的，它们会干扰其他设备的正常运行，还会使线路的功率因数下降。因此，在输入电路内串入电抗器，用来抑制此类谐波电流。
（五）合理布线
变频器对于通过感应方式传播的干扰信号，可以通过合理布线的方式来削弱。具体方法如下：
1.使设备的电源线和信号线远离变频器的输入、输出线。
2.使其他设备的电源线和信号线应和变频器的输入、输出线垂直。
四、结论
本文通过对变频器运行过程中干扰源和传播途径进行分析，提出了解决这些问题的方法，力求在变频器的使用过程解决好干扰的问题。
参考资料：
（1）变频器应用手册，吴忠智、吴加林编著，机械工业出版社。
（2）电磁兼容性原理与设计，王定华著，电子科技大学出版社。