[cityanme]变压器厂家变频器及其配置要求

　　1电磁干扰的传播途径。

　　变频器电磁干扰的传播途径主要为：

　　1.1辐射。

　　变频器如果不是处在一个全封闭的内，它就可以通过空间向外辐射电磁波，其辐射场强取决于干扰源的电流强度，装置的等效辐射阻抗，以及干扰源的发射频率。

　　变频器的整流桥对电网来说是非线性负载，它所产生的谐波对接入同一电网的其它电子，电气设备产生谐波干扰。变频器的逆变桥大多采用PWM技术，当根据给定频率和幅值指令产生预期的和重复的开关模式时，其输出的电压和电流的功率谱是离散的，并且带有与开关频率相应的高次谐波群。高载波频率和场控开关器件的高速切换（dv/dt可达1kV/μs以上），所引起的辐射干扰问题相当突出。

　　当变频器的金属外壳带有缝隙或孔洞，则辐射强度与干扰信号的波长有关，当孔洞的大小与电磁波的波长可以比拟时，会形成干扰子轴射源向四周辐射。而辐射场中的金属物体还可能形成二次辐射。

　　同样，变频器外部的辐射也会干扰变频器的正常工作。

　　1.2传导。

　　上述的电磁干扰除了通过与其相连的导线向外部发射，也可以通过阻抗耦合或接地回路耦合将干扰带入其它电路。与辐射干扰相比，其传播的路程可以很远。比较典型的传播途径是：接自工业低压网络的变频器所产生的干扰信号将沿着配电铁岭干式变压器进入中压网络，并沿着其它的配电铁岭干式变压器终又进入民用低压配电网络，使接自民用配电母线的电气设备成为远程的受害者。

　　1.3感应耦合。

　　感应耦合是介于辐射与传导之间的第三条传播途径。当干扰源的频率较低时，干扰的电磁波辐射能力相当有限，而该干扰源又不直接与其它导体连接，但此时的电磁干扰能量可以通过变频器的输入，输出导线与其相邻的其他导线或导体产生感应耦合，在邻近导线或导体内感应出干扰电流或电压。

　　感应耦合可以由导体间的电容耦合的形式出现，也可以由电感耦合的形式或电容，电感混合的形式出现，这与干扰源的频率以及与相邻导体的距离等因素有关。

　　2变频器产品的EMC要求。

　　变频器产品通过EMC认证，意味着该产品从产品设计开始到产品完成，均通过一系列严酷的电磁兼容抗扰性试验。这些试验内容主要有：

　　2.1静电放电抗扰性试验。

　　它模拟操作人员或物体在接触设备时的62000年第6期《电机电器技术》变频技术放电或物体对邻近物体的放电，以考察被试设备抵抗静电放电干扰的能力。前者是通过导体直接耦合，即用放电电极直接对被试设备实施直接放电；而后者则是通过空间辐射耦合，即对被试设备附近的耦合板实施放电。

　　静电放电试验典型的电流波形如图2.图2静电放电发生器输出电流的典型波形

　　2.2电快速瞬变脉冲群抗扰性试验。

　　电快速瞬变脉冲群抗扰性试验是一种将一系列快速瞬变脉冲群耦合到被试设备电源输入端口，用以评价设备在受到重复性电快速瞬变脉冲群干扰时的性能。通常单个脉冲上升时间为5ns±30，脉冲持续时间（半峰值）为50ns±30，如图3，开路输出电压范围为0.25kV-10～4kV+10，试验电压选择由产品标准决定。

　　图3电快速瞬变脉冲群示意图

　　2.3浪涌抗扰性试验。

　　浪涌抗扰性试验是模拟雷击所带来的干扰影响，以评价被试设备遭受电力线路和互联线路上大能量骚扰的性能。通常，试验等级为7级，典型波形参数为1.2/50us.

　　 2.4电压跌落，短时中断和电压波动抗扰性试验。

　　该试验用于评价设备在受到电网电压跌落，短时间中断和电压渐变的抗扰性。试验规定了可供选择的试验等级，由所制定的标准而定。

　　2.5磁场抗扰性试验。

　　该试验评价设备在受到工频或脉冲电磁场时的抗干扰水平。

　　2.6辐射（射频）电磁场的抗扰性试验。

　　电磁辐射会降低设备的性能或使设备丧失部分功能，严重时则造成设备的性损坏。试验时通过场发射天线，用1kHz的正弦波信号进行80的幅度调制后，在80～1000MHz频率范围进行扫频来模拟实际情况，对设备在受到电磁辐射时的性能进行评价。

　　我国对变频器产品制订了相应的国家标准（GB12668）及试验要求，这些试验要求与国际上的标准是一致的。但是应该看到，严格贯彻EMC标准还有一个过程。以在市场上销售的国外品牌变频器为例，有相当一部分产品并不提供产品的电磁兼容性的保证和承诺；有的产品为降低造价，必需在使用了指定的选件或采取了其他措施之后方能满足EMC要求。

　　相比之下，欧美的变频器产品在这方面做得规范得多。以ABB变频器为例，ABB600系列在产品上带有明显的CE标志。CE是法语欧共体的缩写。根据欧盟（EU）作出的决定，所有投放到欧洲经济区（EEA）的产品必须具有CE标记。CE标记实际表明厂商向消费者（或用户）提供保证，说明该产品是按欧盟技术法规的要求进行设计和生产的，也表明制造商对该产品负完全责任（包括EMC）。ABB变频器的CE标志表明ACS600变频器符合变速传动一般参考技术指南2号（Code：3AFY61253980R××25）技术标准和EN61800 -3所规定的变频器EMC产品标准。

　　由此可以看出，对变频器产品的EMC认证是一件很严肃和很重要的事情，是解决数字化革命所带来的社会三大污染之一的电磁污染所必须采取的重要步骤。

　　现在，对于变频器的生产厂商来讲，比任何时候都对EMC投入了更多的关注。比如采用：●新的谐振方式的士电路拓扑结构●电力半导体器件的软开关驱动●随机或柔性PWM开关控制模式●低谐波的主电路接线方式●AC/DC的有源功率因数校正（APFC）

　　技术等其它，如应用光纤通信技术，进一步优化整机的工艺等等，目的是尽可能地将电磁干扰降低到低的水平。

　　3变频器装置的EMC要求。

　　正确合理地安装变频器与选择变频器同样重要，在安装过程中使之符合EMC是对用户必须做到的要求，然而这一点往往被忽略。

　　31防止辐射干扰的安装要求。

　　所有的PDS（PowerDriveSystem即功率传动系统）元件必须施行法拉第（Faraday）屏蔽，以降低辐射干扰。这包括变频器本身，输入输出的馈电部分和电动机在内。

　　（1）对变频器柜的要求。

　　●推荐使用0.75～1.5毫米的无锈蚀钢性钢板作为外壳的材料。钢板的外表面可以根据需要进行聚脂油漆或静电粉末涂层处理，但内表面不允许油漆，可热电镀或铬酸盐处理。应保证内表面板与板，平面与门，盖板与平面之间的良好电气接触，并可靠接地。

　　●外壳的开孔的大对角线（或直径）

　　尺寸为100毫米以内，相当于300MHz电磁波波长的1/10，这是EMC试验所能接受的大尺寸，对于百叶窗孔的宽度应小于21毫米。

　　●外壳的开孔应减至少。

　　●考虑通风需要大面积开孔时，推荐使用法拉第格栅结构，如图4所示。通常应保证的孔的对角线尺寸为30毫米以内，边长不大于21毫米。当防护等级为IP2×时，边长应小于12毫米。

　　图4机柜开孔的孔径要求●安装的仪表开孔大于100毫米时，可在仪表的背后附加屏蔽罩来解决辐射干扰的问题；较大的视孔应采用合适的带导电涂层的玻璃。

　　●在不能采用金属外壳的情况下，可采用导电涂层的办法，如在塑料上喷涂导电层。

　　（2）对电缆敷设的要求。

　　●选用带屏蔽的动力电缆，并在变频器一侧用环型夹360度接地。如图5.图5电缆接地示意图注意：不同屏蔽层的动力电缆的抗辐射干扰的性能是不同的，如图6.图中传输阻抗低的电缆屏蔽效果好。

　　图6动力电缆的阻抗特性●选用带屏蔽的控制电缆和在变频器一侧用环型夹360度接地。

　　●信号线应采用双绞缠绕方式，避免共模干扰。

　　●必要时使用铁淦氧磁环。

　　（3）对电动机接线的要求。

　　●推荐使用EMC导电电缆密封圈。

　　●电缆屏蔽层编织的接地引线尽可能短。

　　●保证端盖与接线盒良好的接触。

　　上述要求是为了保证PDS系统法拉第屏蔽的连续性。

　　（4）对变频器载波频率的选择要求。

　　尽管提高逆变器开关频率对降低高次谐波电流和减小电机噪音有益。然而，从防止干扰出发，正确地选择变频器开关的载波频率显得十分重要。实践证明，降低载波频率可有效减少辐射能量，特别在功率较大的情况下。对于不要求静音的场合，完全可以把载波频率降下来，以减少辐射干扰的能量。

　　32防止传导干扰的安装要求。

　　●在变频器的进线侧加装交流电抗器。

　　●接入高频RFI滤波器。

　　●采用无源共模铁岭干式变压器（CMT）或有源噪声抑制器（ACC）来抑制产生EMI干扰的共模电压。

　　●在变频器周边的继电器，接触器，电磁制动器和电磁阀等上使用浪涌电压吸收器（火花抑制器）。

　　●在电源侧进线套入铁淦氧磁环。

　　33防止感应耦合的安装要求。

　　●遵循动力电缆与控制信号电缆（线）

　　分开敷设的原则。

　　●应保证变频器输入动力电缆与输出动力电缆的小距离为30厘米。

　　●应保证变频器控制信号电缆与输入动力电缆的小距离为20厘米。

　　●应保证控制信号电缆与变频器输出动力电缆的小距离为50厘米。

　　图7电缆的敷设要求

　　4应用实例。

　　一个变频器装置在使用中，双绞线或二芯屏蔽线通常用于模拟信号，并要求在变频器一侧接地。注意，不要将110V/220V的信号与弱信号接入同一电缆之中。

　　5结束语。

　　重视EMC要求正日益成为迫切需要解决的问题，其目标是以尽可能小的代价来减少变频器供电的交流传动系统的振动，噪声和电磁干扰。以上介绍仅供参考，在具体实施过程中应遵循从实际出发的原则。