变频器EMC测试谐波怎么消除？不通过怎么办？

发布时间：2020-12-25 热度：

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交流电机调速以其优异的调速和起刹车系统特点，高效率、高功率因数和节电预期效果，广泛的主要用途及其他许多优点而被世界各地认同为最有发展前途的调速方式。但是由于软启动器中普遍有晶闸管、整流二极管及输出功率IGBT电源总开关等离散系统电子元器件，在运用时候导致许多浪涌电流，从而危害附近电器产品一切正常运行。倘若软启动器的危害解决困难不大好，不但系统无法可靠运行，还会伤害其他电子元器件、电气设备的一切正常工作上，因此务必对软启动器系统软件中的危害难点进行探讨。

一、交流电机调速系统谐波的产生

软启动器的主开关电源原理一般由交-直-交组成，外部输入的380 V/50 Hz 的直流开关电源经三相桥路可控硅整流器成交流电流网络信号后，经滤波电容滤波器及输出功率三极管电源总开关电子器件逆变电源为频率可塑性的交流与沟通网络信号。在镇流器控制电路中，输入电流值的波形为不规律性的矩形框波，波形按傅里叶级数融解为基波和各次浪涌电流，在这其中的高次浪涌电流将危害输入供配电系统。在逆变电源输出控制电路中，输出电流值网络信号是受PWM载波网络信号配制的单脉冲波形，对于GTR 大功率逆变器件，其PWM的载波频率为2耀3 kHz，而IGBT大功率逆变器件的PWM较大载频超过15 kHz。一样，输出控制电路电流值网络信号也可分解为只含正弦波形的基波和其他各次浪涌电流，而高次谐波电流对负载马上危害。除此之外高次谐波电流还依据电缆向室内空间设计辐射，危害邻近电气设备。

用于电机调速的交-直-交型通用变频器一般是6脉动机器设备，其谐波电流含有率如表1列举。

此外，交-交型软启动器依据一套可关掉晶闸管和斩波专业性，不经历镇流器这一环节，把电力直流电马上变成交流与沟通电磁调速电机所务必的交流与沟通频率。交-交型软启动器除了向电力系统导入高次浪涌电流外，还导入谐间波（即频率并非直流电倍数）电流值。谐波电流的频率和水分含量随电机的负载变化而变化。

二、浪涌电流的散布方法

软启动器能导致功率挺大的浪涌电流，对系统其他机械设备危害性较强，其危害方法与一般电磁干扰方法是一致的，重要分传送（即开关电源原理藕合）、电离辐射、感应线圈藕合。具体为：最开始对附近的电子元器件、电气设备导致电离辐射，这是频率很高的浪涌电流分量的重要传播价值；其次对马上控制器的电动机导致电磁噪声，促进电机铁耗和铜耗提高；并传送危害到电源变压器，依据变电设备互联网技术传送给系统其他机械设备，这是软启动器输入电流值干扰信号的重要传播价值；最后软启动器对相邻的其他线路导致感应线圈藕合，感应线圈出危害工作频率或电流值，感应线圈的方式又有二种：即电磁感应方式，这是电流值干扰信号的重要方式；静电感应方式，这是工作频率干扰信号的重要方式。一样，系统内的干扰信号依据一样的方法危害软启动器的一切正常工作上。

三、谐波的危害

1）浪涌电流使电力中的电气元器件导致了附加的浪涌电流损耗，降低了变电工程及耗电量机械设备的效率高。

2）浪涌电流可以 依据电力传送到其他的电器产品，伤害了许多电气设备的一切正常运行，比如浪涌电流会使变压器导致自动控制理论，使其一部分过热，电缆护套脆裂，使用期降低，以至于损坏；也是传送来的浪涌电流会危害电器设备內手机手机软件或硬件的一切正常运作。

3）浪涌电流会导致电力中一部分的连接起来或并联谐振，从而使浪涌电流增大。

4）浪涌电流或电离辐射危害会导致继电器保护装置的操作失误，使电气仪表计量检定不精准，甚至无法一切正常工作上。

5）电离辐射危害使经历软启动器输出电力线附近的控制网络信号、检测网络信号等弱电子器件数据信号遭到危害，情况严重时使系统无法获得适当的检测网络信号，或使过程控制系统错乱。

四、浪涌电流的治理

1、减少软启动器工作上时对外部设备的伤害的防范措施

1）提高交流与沟通/交流电串联电抗器采用交流与沟通/交流电串联电抗器后，三相五线电流值的THD 降低30%~50%，是无需串联电抗器谐波电流的一半左右。

2）多相单脉冲镇流器在规范具备，或者要求导致的浪涌电流限制在比较小的情况下，可以 采用多相镇流器的方法。12 相单脉冲镇流器的THD为10%~15%，18 相单脉冲镇流器的THD为3%~8%，考虑到EN61000-3-12和IEEE519-1992 标准的严格要求。缺点是务必专用变压器和电子镇流器，不好设备维护，价格较高。

3）无源滤波器采用无源滤波器后，载满时三相五线中的THD 可降至5%~10%，考虑到EN61000-3-12和IEEE519-1992 的要求，专业性健全，价格适当。可用所有负载下的THD《30%的情况，缺点是轻载时功率因数会降低。

4）改裝有源滤波器早已在上新时代70 时期初，日本学者就明确指出有源滤波器的界定，有源滤波器依据对电流值高级次浪涌电流进行检测，根据检测结果输入与高次浪涌电流成分具有相反部位的电流值，超出及时赔付谐波电流的目的。与无源滤波器比照具有高度可预见性和快速初始化失败性，有一机大多数能特点，且可消除与系统阻抗造成并联谐振的风险性，也可自动式跟踪赔付变化的浪涌电流。但存在容量大，价格高等院校特点。

5）输出电抗器可以采用在软启动器到电动机正中间提高交流与沟通串联电抗器的方法，重要目的是减少软启动器的输出在机械能传输过程中，线路导致的电离辐射。该串联电抗器尽量安装在间隔软启动器最近的地域，尽量减少与软启动器的输电线间隔。倘若运用铠装电缆作为软启动器与电动机的连线时，不需运用这种方法，可是确保电缆的铠在软启动器和电动机端可靠接地系统，而且接地系统的铠要原貌不动接地系统，不能搓成绳或辫，不能用其他电力线提升，靠近软启动器侧要接进软启动器的电线接头接线端子排上，再将软启动器接地系统。

6）运用多维性的无浪涌电流空气污染的绿色软启动器绿色软启动器的品质标准是输入和输出电流值都是正弦波形，输入功率因数可预测性，带一切负载时都能使功率因数为1，可赢得随便可预测性的输出功率。

2、提高其他机械设备对软启动器浪涌电流抑制专业能力

在软启动器浪涌电流危害较情况严重的场地，普遍的方法一般有以下几种：

1）运用防护变压仪运用防护变压仪重要是处理来自于电源变压器的传送危害。运用具有安全防护层的防护变压仪，可以 将绝大部分的传送危害阻隔在防护变压仪之前，此外能够 兼顾电源变压器工作频率变换的作用。防护变压仪多见于抑制过程控制系统中的车内仪表盘、PLC，以及其他底压小功率耗电量机械设备的抗传送危害。

2）运用滤波器模块或构件目前市场销售中有很多技术专业用于抗传送危害的滤波器模块或构件，这类滤波器具有很强的抗干扰能力，此外还具有防止大功率插座本身的危害传送给电源变压器，一些还兼顾尖峰工作频率消化功效，对各种各样耗电量机械设备有很多好处。

普遍的有双孔磁芯滤波器和单孔磁芯滤波器，单孔磁芯滤波器滤波器专业能力较双孔的弱些，但直接成本较低。

3）选用具有环形变压器的车内仪表盘等底压机械设备一般环形变压器的抗电源变压器传送危害的专业能力都比较强，因为在环形变压器的内部也都采用了有关的滤波器。因此在选用过程控制系统的电源变压器机械设备，或者选用控制大功率插座的那时，尽量采用环形变压器类型的。

4）做好电源插头的抗干扰能力电源插头肩负着检测网络信号和控制网络信号的传输日常任务，毋庸置疑，网络信号传输的质量马上伤害到所有过程控制系统的准确性、可信性和效率性，因此做好电源插头的抗干扰能力是十分必要的。

对于电源插头上的危害重要是来自室内空间设计的电离辐射，有常态危害和共模干扰二种。

（1）常态危害的抑制常态危害是指累积在精准测量电源插头上的干扰信号，这种危害大部分是频率较高的更替转变网络信号，其来自一般是藕合危害。抑制常态危害的方法有：

a 在输入控制电路接RC 滤波器或双T滤波器；

b 尽量采用双积分式A/D 转化器，由于这种积分器工作上的特点，具有一定的消除高频危害的作用；

c 将工作频率网络信号转换成电流值网络信号再传输的方式，对于常态的危害有十分强的抑止实际效果。

（2）共模干扰的抑制共模干扰是指电源插头上目前的干扰信号，一般由于被测网络信号的接地系统端与过程控制系统的接地系统端存在一定的电势差引起，这种危害在二根电源插头上的周期、力度值基本同样，因而采用上面的方法无法消除或抑制。
对共模干扰的抑制方法下列：
a 采用双差分输入的差动放大器，这种放大器具有很高的共模抑制比；

b 把输入线绞合，绞合的双绞线能降低共模干扰，由于改变了导线电磁感应的方向，从而使其感应互相抵消；
c 采用光电隔离的方法，可以消除共模干扰；
d 使用屏蔽线时，屏蔽层一端接地，因为若两端接地，由于接地电位差在屏蔽层内会流过电流而产生干扰，因此只要一端接地即可防止干扰。

（3）无论是为了抑制常态干扰还是抑制共模干扰，都还应该做到以下几点：
① 输入线路要尽量短；
② 配线时避免和动力线接近，信号线与动力线分开配线，把信号线放在有屏蔽的金属管内，或者动力线和信号线分开距离要在40cm以上；
③ 为了避免信号失真，对于较长距离传输的信号要注意阻抗匹配。
5）软件滤波在使用以单片机、PLC、计算机等为核心的控制系统中，编制软件的时候，可以适当增加对检测信号和输出控制部分的软件滤波，以增强系统自身的抗干扰能力。

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