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　　1電磁干擾的傳播途徑。

　　變頻器電磁干擾的傳播途徑主要為：

　　1.1輻射。

　　變頻器如果不是處在一個全封閉的內(nèi)，它就可以通過空間向外輻射電磁波，其輻射場強(qiáng)取決于干擾源的電流強(qiáng)度，裝置的等效輻射阻抗，以及干擾源的發(fā)射頻率。

　　變頻器的整流橋?qū)﹄娋W(wǎng)來說是非線性負(fù)載，它所產(chǎn)生的諧波對接入同一電網(wǎng)的其它電子，電氣設(shè)備產(chǎn)生諧波干擾。變頻器的逆變橋大多采用PWM技術(shù)，當(dāng)根據(jù)給定頻率和幅值指令產(chǎn)生預(yù)期的和重復(fù)的開關(guān)模式時，其輸出的電壓和電流的功率譜是離散的，并且?guī)в信c開關(guān)頻率相應(yīng)的高次諧波群。高載波頻率和場控開關(guān)器件的高速切換（dv/dt可達(dá)1kV/μs以上），所引起的輻射干擾問題相當(dāng)突出。

　　當(dāng)變頻器的金屬外殼帶有縫隙或孔洞，則輻射強(qiáng)度與干擾信號的波長有關(guān)，當(dāng)孔洞的大小與電磁波的波長可以比擬時，會形成干擾子軸射源向四周輻射。而輻射場中的金屬物體還可能形成二次輻射。

　　同樣，變頻器外部的輻射也會干擾變頻器的正常工作。

　　1.2傳導(dǎo)。

　　上述的電磁干擾除了通過與其相連的導(dǎo)線向外部發(fā)射，也可以通過阻抗耦合或接地回路耦合將干擾帶入其它電路。與輻射干擾相比，其傳播的路程可以很遠(yuǎn)。比較典型的傳播途徑是：接自工業(yè)低壓網(wǎng)絡(luò)的變頻器所產(chǎn)生的干擾信號將沿著配電變壓器進(jìn)入中壓網(wǎng)絡(luò)，并沿著其它的配電變壓器終又進(jìn)入民用低壓配電網(wǎng)絡(luò)，使接自民用配電母線的電氣設(shè)備成為遠(yuǎn)程的受害者。

　　1.3感應(yīng)耦合。

　　感應(yīng)耦合是介于輻射與傳導(dǎo)之間的第三條傳播途徑。當(dāng)干擾源的頻率較低時，干擾的電磁波輻射能力相當(dāng)有限，而該干擾源又不直接與其它導(dǎo)體連接，但此時的電磁干擾能量可以通過變頻器的輸入，輸出導(dǎo)線與其相鄰的其他導(dǎo)線或?qū)w產(chǎn)生感應(yīng)耦合，在鄰近導(dǎo)線或?qū)w內(nèi)感應(yīng)出干擾電流或電壓。

　　感應(yīng)耦合可以由導(dǎo)體間的電容耦合的形式出現(xiàn)，也可以由電感耦合的形式或電容，電感混合的形式出現(xiàn)，這與干擾源的頻率以及與相鄰導(dǎo)體的距離等因素有關(guān)。

　　2變頻器產(chǎn)品的EMC要求。

　　變頻器產(chǎn)品通過EMC認(rèn)證，意味著該產(chǎn)品從產(chǎn)品設(shè)計開始到產(chǎn)品完成，均通過一系列嚴(yán)酷的電磁兼容抗擾性試驗(yàn)。這些試驗(yàn)內(nèi)容主要有：

　　2.1靜電放電抗擾性試驗(yàn)。

　　它模擬操作人員或物體在接觸設(shè)備時的62000年第6期《電機(jī)電器技術(shù)》變頻技術(shù)放電或物體對鄰近物體的放電，以考察被試設(shè)備抵抗靜電放電干擾的能力。前者是通過導(dǎo)體直接耦合，即用放電電極直接對被試設(shè)備實(shí)施直接放電；而后者則是通過空間輻射耦合，即對被試設(shè)備附近的耦合板實(shí)施放電。

　　靜電放電試驗(yàn)典型的電流波形如圖2.圖2靜電放電發(fā)生器輸出電流的典型波形

　　2.2電快速瞬變脈沖群抗擾性試驗(yàn)。

　　電快速瞬變脈沖群抗擾性試驗(yàn)是一種將一系列快速瞬變脈沖群耦合到被試設(shè)備電源輸入端口，用以評價設(shè)備在受到重復(fù)性電快速瞬變脈沖群干擾時的性能。通常單個脈沖上升時間為5ns±30，脈沖持續(xù)時間（半峰值）為50ns±30，如圖3，開路輸出電壓范圍為0.25kV-10～4kV+10，試驗(yàn)電壓選擇由產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)決定。

　　圖3電快速瞬變脈沖群示意圖

　　2.3浪涌抗擾性試驗(yàn)。

　　浪涌抗擾性試驗(yàn)是模擬雷擊所帶來的干擾影響，以評價被試設(shè)備遭受電力線路和互聯(lián)線路上大能量騷擾的性能。通常，試驗(yàn)等級為7級，典型波形參數(shù)為1.2/50us.

　　 2.4電壓跌落，短時中斷和電壓波動抗擾性試驗(yàn)。

　　該試驗(yàn)用于評價設(shè)備在受到電網(wǎng)電壓跌落，短時間中斷和電壓漸變的抗擾性。試驗(yàn)規(guī)定了可供選擇的試驗(yàn)等級，由所制定的標(biāo)準(zhǔn)而定。

　　2.5磁場抗擾性試驗(yàn)。

　　該試驗(yàn)評價設(shè)備在受到工頻或脈沖電磁場時的抗干擾水平。

　　2.6輻射（射頻）電磁場的抗擾性試驗(yàn)。

　　電磁輻射會降低設(shè)備的性能或使設(shè)備喪失部分功能，嚴(yán)重時則造成設(shè)備的性損壞。試驗(yàn)時通過場發(fā)射天線，用1kHz的正弦波信號進(jìn)行80的幅度調(diào)制后，在80～1000MHz頻率范圍進(jìn)行掃頻來模擬實(shí)際情況，對設(shè)備在受到電磁輻射時的性能進(jìn)行評價。

　　我國對變頻器產(chǎn)品制訂了相應(yīng)的國家標(biāo)準(zhǔn)（GB12668）及試驗(yàn)要求，這些試驗(yàn)要求與國際上的標(biāo)準(zhǔn)是一致的。但是應(yīng)該看到，嚴(yán)格貫徹EMC標(biāo)準(zhǔn)還有一個過程。以在市場上銷售的國外品牌變頻器為例，有相當(dāng)一部分產(chǎn)品并不提供產(chǎn)品的電磁兼容性的保證和承諾；有的產(chǎn)品為降低造價，必需在使用了指定的選件或采取了其他措施之后方能滿足EMC要求。

　　相比之下，歐美的變頻器產(chǎn)品在這方面做得規(guī)范得多。以ABB變頻器為例，ABB600系列在產(chǎn)品上帶有明顯的CE標(biāo)志。CE是法語歐共體的縮寫。根據(jù)歐盟（EU）作出的決定，所有投放到歐洲經(jīng)濟(jì)區(qū)（EEA）的產(chǎn)品必須具有CE標(biāo)記。CE標(biāo)記實(shí)際表明廠商向消費(fèi)者（或用戶）提供保證，說明該產(chǎn)品是按歐盟技術(shù)法規(guī)的要求進(jìn)行設(shè)計和生產(chǎn)的，也表明制造商對該產(chǎn)品負(fù)完全責(zé)任（包括EMC）。ABB變頻器的CE標(biāo)志表明ACS600變頻器符合變速傳動一般參考技術(shù)指南2號（Code：3AFY61253980R××25）技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和EN61800 -3所規(guī)定的變頻器EMC產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)。

　　由此可以看出，對變頻器產(chǎn)品的EMC認(rèn)證是一件很嚴(yán)肅和很重要的事情，是解決數(shù)字化革命所帶來的社會三大污染之一的電磁污染所必須采取的重要步驟。

　　現(xiàn)在，對于變頻器的生產(chǎn)廠商來講，比任何時候都對EMC投入了更多的關(guān)注。比如采用：●新的諧振方式的士電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)●電力半導(dǎo)體器件的軟開關(guān)驅(qū)動●隨機(jī)或柔性PWM開關(guān)控制模式●低諧波的主電路接線方式●AC/DC的有源功率因數(shù)校正（APFC）

　　技術(shù)等其它，如應(yīng)用光纖通信技術(shù)，進(jìn)一步優(yōu)化整機(jī)的工藝等等，目的是盡可能地將電磁干擾降低到低的水平。

　　3變頻器裝置的EMC要求。

　　正確合理地安裝變頻器與選擇變頻器同樣重要，在安裝過程中使之符合EMC是對用戶必須做到的要求，然而這一點(diǎn)往往被忽略。

　　31防止輻射干擾的安裝要求。

　　所有的PDS（PowerDriveSystem即功率傳動系統(tǒng)）元件必須施行法拉第（Faraday）屏蔽，以降低輻射干擾。這包括變頻器本身，輸入輸出的饋電部分和電動機(jī)在內(nèi)。

　　（1）對變頻器柜的要求。

　　●推薦使用0.75～1.5毫米的無銹蝕鋼性鋼板作為外殼的材料。鋼板的外表面可以根據(jù)需要進(jìn)行聚脂油漆或靜電粉末涂層處理，但內(nèi)表面不允許油漆，可熱電鍍或鉻酸鹽處理。應(yīng)保證內(nèi)表面板與板，平面與門，蓋板與平面之間的良好電氣接觸，并可靠接地。

　　●外殼的開孔的大對角線（或直徑）

　　尺寸為100毫米以內(nèi)，相當(dāng)于300MHz電磁波波長的1/10，這是EMC試驗(yàn)所能接受的大尺寸，對于百葉窗孔的寬度應(yīng)小于21毫米。

　　●外殼的開孔應(yīng)減至少。

　　●考慮通風(fēng)需要大面積開孔時，推薦使用法拉第格柵結(jié)構(gòu)，如圖4所示。通常應(yīng)保證的孔的對角線尺寸為30毫米以內(nèi)，邊長不大于21毫米。當(dāng)防護(hù)等級為IP2×?xí)r，邊長應(yīng)小于12毫米。

　　圖4機(jī)柜開孔的孔徑要求●安裝的儀表開孔大于100毫米時，可在儀表的背后附加屏蔽罩來解決輻射干擾的問題；較大的視孔應(yīng)采用合適的帶導(dǎo)電涂層的玻璃。

　　●在不能采用金屬外殼的情況下，可采用導(dǎo)電涂層的辦法，如在塑料上噴涂導(dǎo)電層。

　　（2）對電纜敷設(shè)的要求。

　　●選用帶屏蔽的動力電纜，并在變頻器一側(cè)用環(huán)型夾360度接地。如圖5.圖5電纜接地示意圖注意：不同屏蔽層的動力電纜的抗輻射干擾的性能是不同的，如圖6.圖中傳輸阻抗低的電纜屏蔽效果好。

　　圖6動力電纜的阻抗特性●選用帶屏蔽的控制電纜和在變頻器一側(cè)用環(huán)型夾360度接地。

　　●信號線應(yīng)采用雙絞纏繞方式，避免共模干擾。

　　●必要時使用鐵淦氧磁環(huán)。

　　（3）對電動機(jī)接線的要求。

　　●推薦使用EMC導(dǎo)電電纜密封圈。

　　●電纜屏蔽層編織的接地引線盡可能短。

　　●保證端蓋與接線盒良好的接觸。

　　上述要求是為了保證PDS系統(tǒng)法拉第屏蔽的連續(xù)性。

　　（4）對變頻器載波頻率的選擇要求。

　　盡管提高逆變器開關(guān)頻率對降低高次諧波電流和減小電機(jī)噪音有益。然而，從防止干擾出發(fā)，正確地選擇變頻器開關(guān)的載波頻率顯得十分重要。實(shí)踐證明，降低載波頻率可有效減少輻射能量，特別在功率較大的情況下。對于不要求靜音的場合，完全可以把載波頻率降下來，以減少輻射干擾的能量。

　　32防止傳導(dǎo)干擾的安裝要求。

　　●在變頻器的進(jìn)線側(cè)加裝交流電抗器。

　　●接入高頻RFI濾波器。

　　●采用無源共模變壓器（CMT）或有源噪聲抑制器（ACC）來抑制產(chǎn)生EMI干擾的共模電壓。

　　●在變頻器周邊的繼電器，接觸器，電磁制動器和電磁閥等上使用浪涌電壓吸收器（火花抑制器）。

　　●在電源側(cè)進(jìn)線套入鐵淦氧磁環(huán)。

　　33防止感應(yīng)耦合的安裝要求。

　　●遵循動力電纜與控制信號電纜（線）

　　分開敷設(shè)的原則。

　　●應(yīng)保證變頻器輸入動力電纜與輸出動力電纜的小距離為30厘米。

　　●應(yīng)保證變頻器控制信號電纜與輸入動力電纜的小距離為20厘米。

　　●應(yīng)保證控制信號電纜與變頻器輸出動力電纜的小距離為50厘米。

　　圖7電纜的敷設(shè)要求

　　4應(yīng)用實(shí)例。

　　一個變頻器裝置在使用中，雙絞線或二芯屏蔽線通常用于模擬信號，并要求在變頻器一側(cè)接地。注意，不要將110V/220V的信號與弱信號接入同一電纜之中。

　　5結(jié)束語。

　　重視EMC要求正日益成為迫切需要解決的問題，其目標(biāo)是以盡可能小的代價來減少變頻器供電的交流傳動系統(tǒng)的振動，噪聲和電磁干擾。以上介紹僅供參考，在具體實(shí)施過程中應(yīng)遵循從實(shí)際出發(fā)的原則。