188宝金博页面版

电力设备 2020．9 月 电子乐园 198 变频器应用中的干扰问题及常见故障分析 刘汀 施耐德电气（中国）有限公司， 北京 100000 摘要：随着社会工业化程度的不断加深，工业成为社会经济的一个重要组成部分，工业效率与工业质量越来越受到社会的关注。变频器作为一种典型的工控产品，被广泛运用于工业领域，并有利地提高了工业效率，在工业领域发挥着重要作用。然而变频器常会遇到干扰问题，这种干扰问题是双向的，有的来自外界的干扰，有些干扰是变频器自身产生的干扰，会对周围其他设备产生影响，同时变频器在日常应用中还会遇到其他故障问题。基于此，本文对变频器应用中的干扰问题及常见故障进行了分析，并就存在的干扰问题以及故障问题提出了解决措施，希望能够有效提高变频器抑制干扰的能力以及处理故障的能力，以保证变频器的正常运转。 关键词：变频器；干扰问题；故障分析；措施 引言： 变频器对门外人来说有些陌生，但是日常生活中使用、接触的很多设备都有使用到变频器，例如中央空调、电梯、汽车等。在工业领域，变频器应用的范围更加地广泛，恒压供水、数控机床等答应工业控制设备都离不开变频器。变频器内部结构复杂、电子设备和电力元件种类多样，如若隔离措施、滤波措施、屏蔽措施和接地措施做的不全面，非常容易造成内部设备的互相干扰，防止它干扰外界设备也要防止外界设备干扰它。除了做好抑制干扰工作之外，也要时刻关注变频器的常见故障问题，做到里里外外都能保持正常，这样才能有效保证日常生活和工业生活的设备正常运行。 一、变频器应用中常见的干扰问题及抑制干扰的方法 （一）变频器应用中常见的干扰问题 1.外部电网产生的干扰 外部电网中产生的谐波会对变频器造成干扰，并且这种干扰是通过间接方式实现的。首先，外部电网中存在的许多电流设备就是谐波的来源，例如非线性的负载设备、交直流的呼唤设备以及整流设备，这些设备在同时运行的过程中会改变电网中的电流波形，从而会影响到其他设备的正常运转。在连接供电电源和变频器的电网环境会因此受到电流或者电磁的污染，被污染的交流电网会对变频器的供电电源产生干扰，导致供电电源产生电网噪声，此时变频器的整体就会受到电网噪声的干扰[1] 。总的来说，对变频器产生干扰的根源还是来自于谐波，其中周边其他设备所产生的谐波是干扰源之一，也就是外部电网产生的干扰，供电电源对变频器产生干扰后一般表现为瞬间掉电、欠压或者过压，浪涌、跌落，尖峰电压脉冲以及射频干扰等。 2.电力补偿电容造成的干扰 电力部门出于安全和维持供电系统的稳定，会对用户的功率因数进行合理控制，能够满足用户日常生活的用电需求的同时也是为了防止新功率过大引起事故的发生。然而，对于一些生产企业来说，家庭使用的用电功率太。乇鹗且恍┲毓ば推笠，大型设备需要更大的功率才能带动生产，因此，部分生产企业会通过集中电容补充的方式来提升功率因数。而这样做的后果是当启用补充电容或者切出保持暂态时，供电网络电压峰值会随之升高，变频器整流二极管设备因承受不了高峰电压而被击穿，也就对变频器造成了干扰。 图 1 补充电容投入时的电压 3.变频器自身产生的干扰 变频器受到的干扰是双向的，它既会受到来自外界的干扰，它自身产生的谐波也会干扰到同一电网中的其他设备。变频器输入侧非线性负载的整流桥是重要谐波源，它电路中的电流能够产生高频次谐波；变频器输出侧是逆变电路，也含有较高成分的谐波。这些谐波对所属电网以及周围的其它设备都会产生电磁干扰，特别是高频次谐波影响力更大，同时还会影响功率因数。除此之外，变频器在进入开关模式和好速度切换模式的时候，会产生耦合性噪音，容易对变频器中其他部位的设备产生噪音干扰，影响其正常运行。 （二）变频器应用中抑制干扰的方法 1.采取隔离措施，保证变频器与干扰源的独立性 为了保证变频器的正常运转，避免受到外部电网的干扰，必须采取有效地隔离措施。一方面是将干扰设备与变频器进行隔离，实现各设备在运转中互不干扰；另一方面是排除电路上的干扰项，切断供电设备和供电电源的直接联系，一般会把隔离变压器放在供电设备和供电电源中间，避免两者之间互相干扰，造成电路的“污染”，从而对变频器产生干扰。 2.采用滤波器的措施 另外，对变频器进行滤波处理是为了降低高频率谐波对电网的冲击，从而对变频器造成伤害，为此，通常采用的措施是在变频器中安装滤波器。值得注意的是，变频器的输入侧和输出侧接入滤波器的所起到的作用是不一样的，在变频器输入侧接入滤波器可以起到削弱高频率谐波对供电电源等部件造成的干扰作用，在输出侧接入滤波器可以起到减少电网噪声和损耗的作用[2] 。 3.采取屏蔽措施 变频器的外壳制造利用的是铁材质，铁壳能起到一定的屏蔽电磁的作用，所以说变频器本身就有一定的屏蔽功能，但是屏蔽的效果也是有限的。要想增大变频器与干扰源的隔绝效果，可以利用钢管，将钢管安放在变频器与电动机之间。除此之外，还要合理安排变频器控制信号线的长度，最好使用屏蔽线，建议控制线路截面控制在 1.25 ² ㎜ ~2 ² ㎜之间，并且与主电路保持在二十厘米以上的距离，同时与漏磁通大的大容量设备保持距离，以免受到辐射干扰。主线路也应该使用像双绞线这类具有屏蔽作用的导线，对于没有使用屏蔽导线的线路，尽量控制在短距离之内，有必要时可采用电缆套管。 4.采取接地措施 为了确保屏蔽效率，采取接地措施也是不可或缺的。接地工作质量与屏蔽效果成正比关系，接地质量有保证对变频器抑制干扰能力才会有所助益。对于变频器而言，应该对其采用单线连接的措施，即变频器单独接地线，坚持接地线独立、接地线粗，接地点近的原则，同时采用符合国家标准的电阻小于 4Ω的接地线。产品器周围相邻的其它设备也需要接地线，此时就要注意变频器的接地线不能与其它设备的接地线连接在一起，也不能选用同一个接地点，这样也是为了防止彼此之间的相互干扰。另外，还要防止机体接地，例如对变频器设置多个接地点会容易引起接地点的相互干。为此，可以利用接地端子，对每个接地口进行单独设计，并保证接地端子引接点的电阻小于 100Ω[4] 。 二、变频器应用中常见的故障及解决措施 （一）变频器充电启动电路故障 常应用的变频器都是电压型变频器，其工作电流遵从输入为交流电、过程为直流电、输出又为交流电的工作原理。为了适当降低启充电电流过大而引起的启动电路故障，所以会在变压器的启动电路中增设启动电阻，那么当充电启动电路发生故障时，就是启动电阻发生了故障。变频器接通交流输入电源频次过高或者触点接触不良会烧坏电阻，此时需要对电源侧和旁路触元件进行排查，准确找出烧坏的电阻并进行及时的更换。 （二）变频器无法高速运行，也没有故障显示 变频器没有故障显示却无法高速运行需要技术人员进行反复检查，检查变频器是否有故障，参数设置是否正确，调速输入信号是否正常等。如果发现变频器直流母线中的电压在 450V—500V 之间，那么很大可能就是引起故障的地方，因为通常情况下变频器的直流母线电压小于400V 才会显示故障。由于输入侧缺相导致输入电压过低而无法支持变频器进行高速运行，此时需要确定缺相的位置及原因，如果是因为空气开关接触不良导致的缺相，制造对开关就行维修即可。 。 。. .。 。