變頻器的諧波幹擾與抑製辦法
發布時間:2011-08-04
中心議題:
變頻器中要進行大功率二極管整流、大功率晶體管逆變,結果是在輸入輸出回路產生電流高次諧波,幹擾供電係統、負載及其他鄰近電氣設備。在實際使用過程中,經常遇到變頻器諧波幹擾問題,下麵簡單介紹諧波產生的機理、傳播途徑及有效抑製幹擾的方法。
一、變頻器諧波產生機理
變頻器的主電路一般為交-直-交組成,外部輸入380V/50Hzdegongpindianyuanjingsanxiangqiaolubukekongzhengliuchengzhiliudianyaxinhao,jinglvbodianronglvbojidagonglvjingtiguankaiguanyuanjiannibianweipinlvkebiandejiaoliuxinhao。zaizhengliuhuiluzhong,shurudianliudeboxingweibuguizedejuxingbo,boxinganfuliyejishufenjieweijibohegecixiebo,qizhongdegaocixiebojiangganraoshurugongdianxitong。zainibianshuchuhuiluzhong,shuchudianliuxinhaoshishouPWM載波信號調製的脈衝波形,對於GTR大功率逆變元件,其PWM的載波頻率為2~3kHz,而IGBT大功率逆變元件的PWM最高載頻可達15kHz。同樣,輸出回路電流信號也可分解為隻含正弦波的基波和其他各次諧波,而高次諧波電流對負載直接幹擾。另外高次諧波電流還通過電纜向空間輻射,幹擾鄰近電氣設備。
二、抑製諧波幹擾常用的方法
諧波的傳播途徑是傳導和輻射,解決傳導幹擾主要是在電路中把傳導的高頻電流濾掉或者隔離;解決輻射幹擾就是對輻射源或被幹擾的線路進行屏蔽。具體常用方法:
(1) 變頻係統的供電電源與其他設備的供電電源相互獨立,或在變頻器和其他用電設備的輸入側安裝隔離變壓器,切斷諧波電流。
(2)在變頻器輸入側與輸出側串接合適的電抗器,或安裝諧波濾波器,濾波器的組成必須是LC型,吸收諧波和增大電源或負載的阻抗,達到抑製諧波的目的。
(3) 電動機和變頻器之間電纜應穿鋼管敷設或用鎧裝電纜,並與其他弱電信號在不同的電纜溝分別敷設,避免輻射幹擾。
(4) 信號線采用屏蔽線,且布線時與變頻器主回路控製線錯開一定距離(至少20cm以上),切斷輻射幹擾。
(5)變bian頻pin器qi使shi用yong專zhuan用yong接jie地di線xian,且qie用yong粗cu短duan線xian接jie地di,鄰lin近jin其qi他ta電dian器qi設she備bei的de地di線xian必bi須xu與yu變bian頻pin器qi配pei線xian分fen開kai,使shi用yong短duan線xian。這zhe樣yang能neng有you效xiao抑yi製zhi電dian流liu諧xie波bo對dui鄰lin近jin設she備bei的de輻fu射she幹gan擾rao。
三、抑製諧波幹擾實例
例1,某變頻切換控製係統,變頻器啟動運行正常,而鄰近液位計讀數偏高,一次表輸入4mA時,液位顯示不是下限值;液位未到設定上限值時,液位計卻顯示上限,致使變頻器接收停機指令,迫使變頻器停止運行。
這顯然是變頻器的高次諧波幹擾液位計,幹擾傳播途徑是液位計的電源回路或信號線。解決辦法:將(jiang)液(ye)位(wei)計(ji)的(de)供(gong)電(dian)電(dian)源(yuan)取(qu)自(zi)另(ling)一(yi)供(gong)電(dian)變(bian)壓(ya)器(qi),諧(xie)波(bo)幹(gan)擾(rao)減(jian)弱(ruo),再(zai)將(jiang)信(xin)號(hao)線(xian)穿(chuan)入(ru)鋼(gang)管(guan)敷(fu)設(she),並(bing)與(yu)變(bian)頻(pin)器(qi)主(zhu)回(hui)路(lu)線(xian)隔(ge)開(kai)一(yi)定(ding)距(ju)離(li),經(jing)這(zhe)樣(yang)處(chu)理(li)後(hou),諧(xie)波(bo)幹(gan)擾(rao)基(ji)本(ben)抑(yi)製(zhi),液(ye)位(wei)計(ji)工(gong)作(zuo)恢(hui)複(fu)正(zheng)常(chang)。
[page]
例2,某變頻控製液位顯示係統,液位計與變頻器在同一個櫃體安裝,變頻器工作正常,而液位計顯示不準且不穩,起初我們懷凝一次表、二次表、信號線及流體介質有問題,更換所有這些儀表、信xin號hao電dian纜lan,並bing改gai善shan流liu體ti特te性xing,故gu障zhang依yi然ran存cun在zai,而er這zhe故gu障zhang就jiu是shi變bian頻pin器qi的de高gao次ci諧xie波bo電dian流liu通tong過guo輸shu出chu回hui路lu電dian纜lan向xiang外wai輻fu射she,傳chuan遞di到dao信xin號hao電dian纜lan,引yin起qi幹gan擾rao。
解決辦法:液位計信號線及其控製線與變頻器的控製線及主回路線分開一定距離,且櫃體外信號線穿入鋼管敷設,外殼良好接地,故障排除。
例3,moubianpinkongzhixitong,youliangtaibianpinqizucheng,qiezaitongyiguitinei,bianpinqitiaopinfangshijunweidianweiqishoutiaofangshi,yunxingmouyitaibianpinqishi,gongzuozhengchang,liangtaitongshiyunxingshi,pinlvhuxiangganrao,jitiaojieyitaibianpinqidedianweiqiduilingyitaibianpinqidepinlvyouyingxiang,fanguolaiyeyiyang。kaishiwomenrenweishidianweiqijikongzhixianguzhang,paichuzhezhongkenenghou,duandingshixieboganraoyinqi。
解決辦法:把ba其qi中zhong一yi隻zhi電dian位wei器qi移yi到dao其qi他ta櫃gui體ti固gu定ding,且qie引yin線xian用yong屏ping蔽bi信xin號hao線xian,結jie果guo幹gan擾rao減jian弱ruo。為wei了le徹che底di抑yi製zhi幹gan擾rao,重zhong新xin加jia工gong一yi個ge電dian控kong櫃gui,並bing與yu原yuan櫃gui體ti一yi定ding距ju離li放fang置zhi,把ba其qi中zhong的de一yi台tai變bian頻pin器qi移yi到dao該gai電dian控kong櫃gui,相xiang應ying的de接jie線xian及ji引yin線xian作zuo必bi要yao的de改gai動dong,這zhe樣yang處chu理li後hou,幹gan擾rao基ji本ben消xiao除chu,故gu障zhang排pai除chu。
例4,某mou變bian頻pin控kong製zhi係xi統tong,切qie換huan兩liang套tao機ji泵beng,原yuan先xian機ji泵beng是shi靠kao自zi耦ou降jiang壓ya啟qi動dong工gong頻pin運yun行xing正zheng常chang,現xian改gai為wei變bian頻pin運yun行xing,雖sui能neng實shi現xian調tiao頻pin減jian速su功gong能neng,但dan變bian頻pin器qi輸shu出chu端duan到dao電dian動dong機ji間jian的de輸shu出chu線xian嚴yan重zhong發fa熱re,電dian動dong機ji外wai殼ke溫wen升sheng加jia重zhong,經jing常chang出chu現xian保bao護hu跳tiao閘zha。這zhe是shi由you於yu變bian頻pin器qi輸shu出chu電dian壓ya和he電dian流liu信xin號hao中zhong包bao含hanPWM高次諧波,而諧波電流在輸出導線和電動機繞線上形成附加功率損耗。
解決辦法:babianpinqishuruxianyushuchuxianfenkai,fenbiezougezidedianlangou,xuanyongdayihaojiemiandedianlanhuanyuanxiandianlan,shuchuduanyudiandongjizhijiandedianlanchangdujinkenengduan。zheyangchulihou,fareguzhangpaichu。duixianchangchuxiandegezhongbianpinqigaocixieboganrao,jibenshangdounengzhaoyishangjieshaodefangfashunliyizhi,danduixiebochengfenjifuduyaoqiuhenyandeshebei,chediyizhigaocixieboganraofeichangkunnan,youdaijinyibugongguanjiejue。
總結:
本ben文wen通tong過guo對dui變bian頻pin器qi的de諧xie波bo幹gan擾rao與yu抑yi製zhi辦ban法fa的de討tao論lun,分fen析xi了le變bian頻pin器qi諧xie波bo產chan生sheng機ji理li,提ti出chu了le抑yi製zhi諧xie波bo幹gan擾rao常chang用yong的de五wu種zhong方fang法fa以yi及ji列lie舉ju了le抑yi製zhi諧xie波bo幹gan擾rao的de3個實例。通過本文電子工程師們可以學習到很多變頻器的諧波幹擾與抑製辦法的思路和解決措施,相信對工程師們有很大的幫助。
- 討論變頻器的諧波幹擾與抑製辦法
- 對輻射源或被幹擾的線路進行屏蔽
- 分析3個抑製諧波幹擾的實例
變頻器中要進行大功率二極管整流、大功率晶體管逆變,結果是在輸入輸出回路產生電流高次諧波,幹擾供電係統、負載及其他鄰近電氣設備。在實際使用過程中,經常遇到變頻器諧波幹擾問題,下麵簡單介紹諧波產生的機理、傳播途徑及有效抑製幹擾的方法。
一、變頻器諧波產生機理
變頻器的主電路一般為交-直-交組成,外部輸入380V/50Hzdegongpindianyuanjingsanxiangqiaolubukekongzhengliuchengzhiliudianyaxinhao,jinglvbodianronglvbojidagonglvjingtiguankaiguanyuanjiannibianweipinlvkebiandejiaoliuxinhao。zaizhengliuhuiluzhong,shurudianliudeboxingweibuguizedejuxingbo,boxinganfuliyejishufenjieweijibohegecixiebo,qizhongdegaocixiebojiangganraoshurugongdianxitong。zainibianshuchuhuiluzhong,shuchudianliuxinhaoshishouPWM載波信號調製的脈衝波形,對於GTR大功率逆變元件,其PWM的載波頻率為2~3kHz,而IGBT大功率逆變元件的PWM最高載頻可達15kHz。同樣,輸出回路電流信號也可分解為隻含正弦波的基波和其他各次諧波,而高次諧波電流對負載直接幹擾。另外高次諧波電流還通過電纜向空間輻射,幹擾鄰近電氣設備。
二、抑製諧波幹擾常用的方法
諧波的傳播途徑是傳導和輻射,解決傳導幹擾主要是在電路中把傳導的高頻電流濾掉或者隔離;解決輻射幹擾就是對輻射源或被幹擾的線路進行屏蔽。具體常用方法:
(1) 變頻係統的供電電源與其他設備的供電電源相互獨立,或在變頻器和其他用電設備的輸入側安裝隔離變壓器,切斷諧波電流。
(2)在變頻器輸入側與輸出側串接合適的電抗器,或安裝諧波濾波器,濾波器的組成必須是LC型,吸收諧波和增大電源或負載的阻抗,達到抑製諧波的目的。
(3) 電動機和變頻器之間電纜應穿鋼管敷設或用鎧裝電纜,並與其他弱電信號在不同的電纜溝分別敷設,避免輻射幹擾。
(4) 信號線采用屏蔽線,且布線時與變頻器主回路控製線錯開一定距離(至少20cm以上),切斷輻射幹擾。
(5)變bian頻pin器qi使shi用yong專zhuan用yong接jie地di線xian,且qie用yong粗cu短duan線xian接jie地di,鄰lin近jin其qi他ta電dian器qi設she備bei的de地di線xian必bi須xu與yu變bian頻pin器qi配pei線xian分fen開kai,使shi用yong短duan線xian。這zhe樣yang能neng有you效xiao抑yi製zhi電dian流liu諧xie波bo對dui鄰lin近jin設she備bei的de輻fu射she幹gan擾rao。
三、抑製諧波幹擾實例
例1,某變頻切換控製係統,變頻器啟動運行正常,而鄰近液位計讀數偏高,一次表輸入4mA時,液位顯示不是下限值;液位未到設定上限值時,液位計卻顯示上限,致使變頻器接收停機指令,迫使變頻器停止運行。
這顯然是變頻器的高次諧波幹擾液位計,幹擾傳播途徑是液位計的電源回路或信號線。解決辦法:將(jiang)液(ye)位(wei)計(ji)的(de)供(gong)電(dian)電(dian)源(yuan)取(qu)自(zi)另(ling)一(yi)供(gong)電(dian)變(bian)壓(ya)器(qi),諧(xie)波(bo)幹(gan)擾(rao)減(jian)弱(ruo),再(zai)將(jiang)信(xin)號(hao)線(xian)穿(chuan)入(ru)鋼(gang)管(guan)敷(fu)設(she),並(bing)與(yu)變(bian)頻(pin)器(qi)主(zhu)回(hui)路(lu)線(xian)隔(ge)開(kai)一(yi)定(ding)距(ju)離(li),經(jing)這(zhe)樣(yang)處(chu)理(li)後(hou),諧(xie)波(bo)幹(gan)擾(rao)基(ji)本(ben)抑(yi)製(zhi),液(ye)位(wei)計(ji)工(gong)作(zuo)恢(hui)複(fu)正(zheng)常(chang)。
[page]
例2,某變頻控製液位顯示係統,液位計與變頻器在同一個櫃體安裝,變頻器工作正常,而液位計顯示不準且不穩,起初我們懷凝一次表、二次表、信號線及流體介質有問題,更換所有這些儀表、信xin號hao電dian纜lan,並bing改gai善shan流liu體ti特te性xing,故gu障zhang依yi然ran存cun在zai,而er這zhe故gu障zhang就jiu是shi變bian頻pin器qi的de高gao次ci諧xie波bo電dian流liu通tong過guo輸shu出chu回hui路lu電dian纜lan向xiang外wai輻fu射she,傳chuan遞di到dao信xin號hao電dian纜lan,引yin起qi幹gan擾rao。
解決辦法:液位計信號線及其控製線與變頻器的控製線及主回路線分開一定距離,且櫃體外信號線穿入鋼管敷設,外殼良好接地,故障排除。
例3,moubianpinkongzhixitong,youliangtaibianpinqizucheng,qiezaitongyiguitinei,bianpinqitiaopinfangshijunweidianweiqishoutiaofangshi,yunxingmouyitaibianpinqishi,gongzuozhengchang,liangtaitongshiyunxingshi,pinlvhuxiangganrao,jitiaojieyitaibianpinqidedianweiqiduilingyitaibianpinqidepinlvyouyingxiang,fanguolaiyeyiyang。kaishiwomenrenweishidianweiqijikongzhixianguzhang,paichuzhezhongkenenghou,duandingshixieboganraoyinqi。
解決辦法:把ba其qi中zhong一yi隻zhi電dian位wei器qi移yi到dao其qi他ta櫃gui體ti固gu定ding,且qie引yin線xian用yong屏ping蔽bi信xin號hao線xian,結jie果guo幹gan擾rao減jian弱ruo。為wei了le徹che底di抑yi製zhi幹gan擾rao,重zhong新xin加jia工gong一yi個ge電dian控kong櫃gui,並bing與yu原yuan櫃gui體ti一yi定ding距ju離li放fang置zhi,把ba其qi中zhong的de一yi台tai變bian頻pin器qi移yi到dao該gai電dian控kong櫃gui,相xiang應ying的de接jie線xian及ji引yin線xian作zuo必bi要yao的de改gai動dong,這zhe樣yang處chu理li後hou,幹gan擾rao基ji本ben消xiao除chu,故gu障zhang排pai除chu。
例4,某mou變bian頻pin控kong製zhi係xi統tong,切qie換huan兩liang套tao機ji泵beng,原yuan先xian機ji泵beng是shi靠kao自zi耦ou降jiang壓ya啟qi動dong工gong頻pin運yun行xing正zheng常chang,現xian改gai為wei變bian頻pin運yun行xing,雖sui能neng實shi現xian調tiao頻pin減jian速su功gong能neng,但dan變bian頻pin器qi輸shu出chu端duan到dao電dian動dong機ji間jian的de輸shu出chu線xian嚴yan重zhong發fa熱re,電dian動dong機ji外wai殼ke溫wen升sheng加jia重zhong,經jing常chang出chu現xian保bao護hu跳tiao閘zha。這zhe是shi由you於yu變bian頻pin器qi輸shu出chu電dian壓ya和he電dian流liu信xin號hao中zhong包bao含hanPWM高次諧波,而諧波電流在輸出導線和電動機繞線上形成附加功率損耗。
解決辦法:babianpinqishuruxianyushuchuxianfenkai,fenbiezougezidedianlangou,xuanyongdayihaojiemiandedianlanhuanyuanxiandianlan,shuchuduanyudiandongjizhijiandedianlanchangdujinkenengduan。zheyangchulihou,fareguzhangpaichu。duixianchangchuxiandegezhongbianpinqigaocixieboganrao,jibenshangdounengzhaoyishangjieshaodefangfashunliyizhi,danduixiebochengfenjifuduyaoqiuhenyandeshebei,chediyizhigaocixieboganraofeichangkunnan,youdaijinyibugongguanjiejue。
總結:
本ben文wen通tong過guo對dui變bian頻pin器qi的de諧xie波bo幹gan擾rao與yu抑yi製zhi辦ban法fa的de討tao論lun,分fen析xi了le變bian頻pin器qi諧xie波bo產chan生sheng機ji理li,提ti出chu了le抑yi製zhi諧xie波bo幹gan擾rao常chang用yong的de五wu種zhong方fang法fa以yi及ji列lie舉ju了le抑yi製zhi諧xie波bo幹gan擾rao的de3個實例。通過本文電子工程師們可以學習到很多變頻器的諧波幹擾與抑製辦法的思路和解決措施,相信對工程師們有很大的幫助。
特別推薦
- 噪聲中提取真值!瑞盟科技推出MSA2240電流檢測芯片賦能多元高端測量場景
- 10MHz高頻運行!氮矽科技發布集成驅動GaN芯片,助力電源能效再攀新高
- 失真度僅0.002%!力芯微推出超低內阻、超低失真4PST模擬開關
- 一“芯”雙電!聖邦微電子發布雙輸出電源芯片,簡化AFE與音頻設計
- 一機適配萬端:金升陽推出1200W可編程電源,賦能高端裝備製造
技術文章更多>>
- 具身智能成最大亮點!CITE 2026開幕峰會釋放產業強信號
- 助力醫療器械產業高質量發展 派克漢尼汾閃耀2026 ICMD
- 比異步時鍾更隱蔽的“芯片殺手”——跨複位域(RDC)問題
- 數據之外:液冷技術背後的連接器創新
- “眼在手上”的嵌入式實踐:基於ROS2與RK3576的機械臂跟隨抓取方案
技術白皮書下載更多>>
- 車規與基於V2X的車輛協同主動避撞技術展望
- 數字隔離助力新能源汽車安全隔離的新挑戰
- 汽車模塊拋負載的解決方案
- 車用連接器的安全創新應用
- Melexis Actuators Business Unit
- Position / Current Sensors - Triaxis Hall
熱門搜索
ESD
ESD保護
ESD保護器件
ESD器件
Eurotect
Exar
Fairhild
FFC連接器
Flash
FPC連接器
FPGA
Fujitsu
Future
GFIVE
GPS
GPU
Harting
HDMI
HDMI連接器
HD監控
HID燈
I/O處理器
IC
IC插座
IDT
IGBT
in-cell
Intersil
IP監控
iWatt



