摘 要 随着电子机械的不断发展，通用变频器适用的领域也越来越多，主要使用PWM型逆变电路，具有高频载波的特性。但是在运行中，由于某些原因，变频器容易受到电气的干扰，这极大的影响了变频器的稳定性，也阻碍了变频器正常工作。为了解决这一问题，必须对外部电气进行一点设置以减少其对变频器的干扰。本文作者结合多年工作经验，对影响变频器稳定的内外部原因进行了分析，并对如何抑制外部电气的干扰，阐述了自己的观点。
【关键词】通用变频器 电气设备 电气干扰
常规意义上的通用变频器泛指以大功率自关断开关的电器组件（包括：GTO，BJT，IGBT，）为主开关的正弦脉宽调制方式（SPWM ）、电压频率比（U布）控制方式的变频器。通用变频器具有节能效果好、控制精度高、调速范围广等优点。此外，变频器的维护较为简单，能够实现自动化控制。这些优势都使得通用变频器受到广大消费者的青睐。但是，受技术水平限制，当前大部分通用变频器的稳定性都不高，极易受到外部电气的干扰，如何阻止这种干扰，成为当前研究的一大热门。
1 干扰通用变频器工作的因素
1.1 非线性谐波产生的干扰
变频器的自带工作电路（整流器）在开动时会出现一种非线性谐波效应，即向外散射高次谐波。这些高次谐波对周围的电气、电路设备带来了不可预测的电磁干扰。连接在电网上的各个有效负载组件也会出现电源侧功率指数降低的现象。除此之外，上述组件还会产生一种物理性干扰，增大异步电机的铜、铁磨损，增加异步电机的工作噪音，降低其工作的稳定性和工作效率，更为严重的会增加异步电机的振动程度，加快变频器机身温度的增加，减少变频器的使用寿命。
1.2 电磁噪声产生的干扰
通用变频器在正常工作中，会以一种高波频率对外输出斩波。这就像是第二个干扰源。这个干扰源会产生大量的电磁噪音，并通过不同方式对外散播，干扰变频器的整体稳定性。具体来说，干扰方式可以分为三类：
1.2.1 辐射式电磁噪声传播干扰
这种电磁噪声传播干扰是通过连接变频器的各种输入输出线路进行传播，其主要干扰的是变频器外围设备，比如：各种测试仪表、互感器、传感器等电器组件。
1.2.2 感应式电磁噪声的干扰
这种干扰方式的产生原因是变频器外部的各种设备在连接变频器输入、输出线路时受到影响，被电磁感应和静电感应相互作用下产生的噪声干扰。
1.2.3 电源传播噪声的干扰
这种干扰源的传播方式主要为：电磁噪声会沿着变频器与外围设备的同源线路进行传播，在其影响下，外围设备的输入电流发生变化，从而影响外围设备工作的准确性。
1.3 泄露电流产生的干扰
一般来讲，泄漏电流分为对地漏电、线间漏电。对地漏电产生的原因是动力线与大地间产生的泄漏电流，一旦出现对地漏电，就会使变频器中的断路器、继电器等外围设备产生非识别性动作。而线间漏电流一般指动力线间发生的泄漏电流，一旦出现，不但会使继电器出现非识别性动作，还会对变频器本身产生很大程度的干扰。此外，除了变频器输出动力线之间、动力线与大地线以外，分布电容和载波频率也会对其产生一定的干扰作用。如果频繁出现，还会使变频器跳闸。
2 通用变频器电气干扰的解决对策
2.1 解决高次谐波的对策
对于高次谐波产生的干扰，最好的办法是在变频器的内部设计一种直流电抗器，其主要功能是降低变频器输进来的各种非线性谐波的电流。还可以在外部，也就是变频器的输出线路上配置抑制噪音干扰的交流电抗器，从而达到减少高次谐波对外围电动机以及变频器内部设备影响的效果。此外，如果出现电容量高于50kVA，也就是电源阻抗低于五倍变频器容量时，产生的高次谐波会成倍增加。这对脆弱的变频器组件带来了极大的负担。此时，必须加装电源协调器以保证变频器安全运行。
2.2 解决电磁噪声产生的干扰
首先，对于那些容易被辐射传播噪声干扰的电器设施，设计安装、运行的地点要远离变频器设备，减少变频器对外围设备的干扰和影响。其次，注意在动力线上配置相应功率的线性滤波装置，这样可以有效地降低电源线辐射噪音的产生。再次，在外围设备周围安装屏蔽装置。这样同样可以避免外部设备受到干扰。具体来讲，例如：在实际电气工程建设中，直流继电器是变频器的重要外围设备，两者通过电源线连接在一起，为了防止电磁噪声产生的干扰，可以在变频器输出端，或者继电器输入端配置电涌吸收管这种设备。通过电涌吸收管的工作，使电磁噪音不断被削弱，最后降低到不会产生干扰的范围内，保证变频器与继电器的稳定工作。
2.3 对于泄漏电流的措施
变频器泄漏电流的多少是受分布电容以及载波频率等因素的影响，对于对地漏电流，可以使用降低载波频率的办法来缓解。虽在在一定程度上增加了电动机运行噪声和温升，但是对于普遍使用柔性PWM的变频器避免干扰，有很大帮助，保证了变频器的稳定运行，总体上来讲，利大于弊。
对于线间漏电流，除了在变电气内部安装电子热继电器之外，还要尽量减少输出动力线的长度。变频器功率在4kW以下变频器，动力线长度不要超过50m，4kW以上的，长度不要超过100m。如果电源线长度超过100m的，则需要考虑安装输出滤波装置。
3 结束语
综上所述，通用变频器适用范围广，许多工程在建设过程中都会考虑使用。其工作过程中不仅会受到外部电气的干扰，同时也会对许多外围设备产生影响，比如：电机、电子设施、通讯器材等。这些干扰统称为电气干扰，这些干扰会影响变频器的稳定工作。对此，需要我们不断改进设计，采取抑制手段，减少各种干扰因素，保证变频器的稳定，发挥其应有的功效。
参考文献
[1]马竹梧，赵兴娟.变须器设计与选型若干问题的探讨[J].电气应用，2009（03）.
[2]郭胜斌.变须器干扰产生原因及解决方法[J].新疆有色金属，2010（01）.
[3]杜伟波.自动化仪表系统的电磁干扰及其抑制措施[J].石油化工建设，2011（03）.
作者简介
张明达（1983-），男，山东省济南市人。大学本科学历。现为山东省冶金设计院股份有限公司工程师，从事电气设计方向研究。
作者单位
山东省冶金设计院股份有限公司 山东省济南市 250101