變頻(pín)器(qì)中要(yào)進行(xíng)大(dà)功率二極管整流、大(dà)功率晶體(tǐ)管逆變，結果是(shì)在輸入輸出回路(lù)産生(shēng)電(diàn)流高(gāσo)次諧波，幹擾供電(diàn)系統、負載及其他(tā)鄰近(jìn)電(diàn)氣設備。在實際使用"(yòng)過程中，經常遇到(dào)變頻(pín)器(qì)諧波幹擾問(wèn)題，下(xià)面簡單介紹諧波産生(shē₹ng)的(de)機(jī)理(lǐ)、傳播途徑及有(yǒu)效抑制(zhì)幹擾的(de)方法。
1． 變頻(pín)器(qì)諧波産生(shēng)機(jī)理(lǐ)
變頻(pín)器(qì)的(de)主電(diàn)路(lù)一(yī)般為(wèi)交-直-交組≈成，外(wài)部輸入380V/50Hz的(de)工(gōng)頻(pín)電(diàn)源經三相(xiàng)橋路(lù)不(bù)可(↔kě)控整流成直流電(diàn)壓信号，經濾波電(diàn)容濾波及大(dà)功率晶體(tǐ)管開(kāi)關元件(jiàn)逆變為(wèi)頻(pín)率可(kě)變的(de)交流信号。在整流回路 (lù)中，輸入電(diàn)流的(de)波形為(wèi)不(bù)規則的(de)矩形波，波形按傅立葉級數(shù)£分(fēn)解為(wèi)基波和(hé)各次諧波，其中的(de)高(gāo)次諧波将幹擾輸入供電(diàn)系統。在逆變輸出回路(lù)中，輸出電(diàn)流信号是(shì)受PWM載波信号調制(zhì)的(de)脈沖波形，對(duì)于GTR大(dà)功率逆變≠元件(jiàn)，其PWM的(de)載波頻(pín)率為(wèi)2～3kHz，而IGBT大(dà)功率逆變元件(jiàn)的(de)PWM最高(↔gāo)載頻(pín)可(kě)達15kHz。同樣，輸出回路(lù)電(diàn)流信号也(yě)可(kě)分(fēn)γ解為(wèi)隻含正弦波的(de)基波和(hé)其他(tā)各次諧波，而高(gāo)次諧波電(diàn)流對(duì)負載直接幹擾。另外(wài)高(gāo)次諧π波電(diàn)流還(hái)通(tōng)過電(diàn)纜向空(kōng)間(jiān)輻射，幹擾鄰近(jìn)電(diàn)氣設備。
2． 抑制(zhì)諧波幹擾常用(yòng)的(de)方法
諧波的(de)傳播途徑是(shì)傳導和(hé)輻射，解決傳導幹擾主要(yào)是(shì)在電(diàn)路(l®ù)中把傳導的(de)高(gāo)頻(pín)電(diàn)流濾掉或者隔離(lí)；解決輻射幹擾就(ji∏ù)是(shì)對(duì)輻射源或被幹擾的(de)線路(lù)進行(xíng)屏蔽。具體(tǐ)常用(yòng)方法：(1)變頻(♣pín)系統的(de)供電(diàn)電(diàn)源與其他(tā)設備的(de)供電(diàn)電(diàn)源相(xiàng)互獨立，或在變頻(pín)器(qì)和(hé)其他(tā )用(yòng)電(diàn)設備的(de)輸入側安裝隔離(lí)變壓器(qì)，切斷諧波電(diàn)流。(2)在<變頻(pín)器(qì)輸入側與輸出側串接合适的(de)電(diàn)抗器(qì)，或安裝諧波濾波器(qì)，濾波器(qì)的(de)組成必須是(shì)LC型，吸收諧波和(hé)增大→(dà)電(diàn)源或負載的(de)阻抗，達到(dào)抑制(zhì)諧波的(de)目的(de)。(3)電(diàn)動機(jī)®和(hé)變頻(pín)器(qì)之間(jiān)電(diàn)纜應穿鋼管敷設或用(yòng)铠裝電(diàn)纜，并與其他(tā)δ弱電(diàn)信号在不(bù)同的(de)電(diàn)纜溝分(fēn)别敷設，避免輻射幹擾。(4)信号線采用(yòng)屏♦蔽線，且布線時(shí)與變頻(pín)器(qì)主回路(lù)控制(zhì)線錯(cuò)開(kāi)一(yī)定距離(lí)(至少(s₹hǎo)20cm以上(shàng))，切斷輻射幹擾。(5)變頻(pín)器(qì)使用(yòng)專用(yò¶ng)接地(dì)線，且用(yòng)粗短(duǎn)線接地(dì)，鄰近(jìn)其他(tā)電(diàn)器(qì)設備的(de)地(dì)線必須與變頻(₹pín)器(qì)配線分(fēn)開(kāi)，使用(yòng)短(duǎn)線。這(zhè)樣能(néng₽)有(yǒu)效抑制(zhì)電(diàn)流諧波對(duì)鄰近(jìn)設備的(de)輻射幹擾。 3． 抑制(zhì)諧波幹擾實例
例1，某變頻(pín)切換控制(zhì)系統，變頻(pín)器(qì)啓動運行(xíng)正常，而鄰近(jìn)液位計(jì₽)讀(dú)數(shù)偏高(gāo)，一(yī)次表輸入4mA時(shí)，液位顯示不(bù)是(shì)下(xià)限值；液位未到(dào)↓設定上(shàng)限值時(shí)，液位計(jì)卻顯示上(shàng)限，緻使變頻(pín)器(qì)接收停機(jī)指令π，迫使變頻(pín)器(qì)停止運行(xíng)。
這(zhè)顯然是(shì)變頻(pín)器(qì)的(de)高(gāo)次諧波幹擾液位計(jì)，幹擾傳播途徑是(shì)液位計(jì)的π(de)電(diàn)源回路(lù)或信号線。解決辦法：将液位計(jì)的(de)供電(diàn)電(diàn)源取自(zì)另一(<yī)供電(diàn)變壓器(qì)，諧波幹擾減弱，再将信号線穿入鋼管敷設，并與變頻(pín)器(qì)主回路(lù)線隔開(kāi)♠一(yī)定距離(lí)，經這(zhè)樣處理(lǐ)後，諧波幹擾基本抑制(zhì)，液位計(jì)工(gōng)作(•zuò)恢複正常。
例2，某變頻(pín)控制(zhì)液位顯示系統，液位計(jì)與變頻(pín)器(qì)在同一(yī)個(gè)櫃體(tǐ)安裝，變頻(pín)器(qì)工(gōng)作(z™uò)正常，而液位計(jì)顯示不(bù)準且不(bù)穩，起初我們懷凝一(yī)次表、二次表、信号線及流體(tǐ)介質有(yǒu)問¥(wèn)題，更換所有(yǒu)這(zhè)些(xiē)儀表、信号電(diàn)纜，并改善流體(tǐ)特性，故障依然存在，而這(zhè)故障就(≠jiù)是(shì)變頻(pín)器(qì)的(de)高(gāo)次諧波電(diàn)流通(tōng)過輸出回路(lù)電(diàn)纜向外(wài)輻射，傳遞到₽(dào)信号電(diàn)纜，引起幹擾。
解決辦法：液位計(jì)信号線及其控制(zhì)線與變頻(pín)器(qì)的(de)控制(zhì)線及主回路(lù)線分(fēn)開(kāi)一(yī)定距離(lí)，且櫃體(tǐ)外(<wài)信号線穿入鋼管敷設，外(wài)殼良好(hǎo)接地(dì)，故障排除。
例3，某變頻(pín)控制(zhì)系統，由兩台變頻(pín)器(qì)組成，且在同一(yī)櫃體(tǐ)內(nèi)，變頻(pín)器(qì)調頻(pín)方式≠均為(wèi)電(diàn)位器(qì)手調方式，運行(xíng)某一(yī)台變頻(pín)器(qì)時(shí)，工(gōng)作(zuò)正常，兩台同時(shí)運行(xíng)時(shγí)，頻(pín)率互相(xiàng)幹擾，即調節一(yī)台變頻(pín)器(qì)的(de)電(diàn)位器(qì)對(duì)另一(yī)台變頻(pín←)器(qì)的(de)頻(pín)率有(yǒu)影(yǐng)響，反過來(lái)也(yě)一(yī)樣。開(kāi)始我們認為(wèi)是(shì)電(diàn)位器(qì)及控制(zh←ì)線故障，排除這(zhè)種可(kě)能(néng)後，斷定是(shì)諧波幹擾引起。
解決辦法：把其中一(yī)隻電(diàn)位器(qì)移到(dào)其他(tā)櫃體(tǐ)固定，且引線用(yòng)屏蔽信号線，結果幹擾減弱。為(wèi)了(le)徹底抑制(zhì)幹擾，重©新加工(gōng)一(yī)個(gè)電(diàn)控櫃，并與原櫃體(tǐ)一(yī)定距離(lí)放(fàng)置，把其中的(±de)一(yī)台變頻(pín)器(qì)移到(dào)該電(diàn)控櫃，相(xiàng)應的(de)接線及引線作(zuò)÷必要(yào)的(de)改動，這(zhè)樣處理(lǐ)後，幹擾基本消除，故障排除。
例4，某變頻(pín)控制(zhì)系統，切換兩套機(jī)泵，原先機(jī)泵是(sh<ì)靠自(zì)耦降壓啓動工(gōng)頻(pín)運行(xíng)正常，現(xiàn)改為(wèi)變頻(pín♥)運行(xíng)，雖能(néng)實現(xiàn)調頻(pín)減速功能(néng)，但(dàn)變頻(pín)器(qì)輸出端到(dào♠)電(diàn)動機(jī)間(jiān)的(de)輸出線嚴重發熱(rè)，電(diàn)動機(jī)外(wài)殼溫升加重，經常出現(xiàn)保護跳(tiào)閘。這(zhè)是(shì)由于變頻(pín)器(qì)輸出電(diàn)壓和(hé)電(diàn)流信号中包含PWM高(gāo)次諧波，而諧波電(☆diàn)流在輸出導線和(hé)電(diàn)動機(jī)繞線上(shàng)形成附加功率損耗。
解決辦法：把變頻(pín)器(qì)輸入線與輸出線分(fēn)開(kāi)，分(fēn)别走各自(zì)的(de)電(diàn)纜溝，選用(yòng)大(dà)一(yī)号截面λ的(de)電(diàn)纜換原先電(diàn)纜，輸出端與電(diàn)動機(jī)之間(jiān)的$(de)電(diàn)纜長(cháng)度盡可(kě)能(néng)短(duǎn)。這(zhè)樣處理(lǐ)後，發熱(rè)故障排ε除。對(duì)現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)的(de)各種變頻(pín)器(qì)高(gāo)次諧波幹擾，基本上(shλàng)都(dōu)能(néng)照(zhào)以上(shàng)介紹的(de)方法順利抑制(zhì)，但(dàn)對(duì)諧₽波成分(fēn)及幅度要(yào)求很(hěn)嚴的(de)設備，徹底抑制(zhì)高(gāo)次諧波幹擾非常困難，有(yǒuδ)待進一(yī)步攻關解決。
山(shān)東(dōng)東(dōng)營河(hé)口采油廠(chǎng) 蔡光(guāng)節 ∏;