如何加强变频器自身的抗干扰技术方法

    (1)工作环境。当变频器的供电系统附近，存在高频冲击负载如电焊机、电镀电源、电解电源或者采用滑环供电的场合，变频器本身容易因为干扰而出现变频器保护误动作。变频器在此种环境若工作必须采用如下措施：    1)在变频器输入侧设置由LC构成滤波网络。    2)变频器的电源线直接从变压器侧供电。    3)在条件许可的情况下，可以采用单独的变压器。    4)在采用外部开关量控制端子控制时，连接线路较长时采用屏蔽电缆。当控制线路与主回路电源均在地沟中埋设时，除控制线必须采用屏蔽电缆外，主电路线路必须采用钢管屏蔽穿线，减小彼此干扰，防止变频器的误动作。    5)在采用外部通信控制端子控制时采用屏蔽双绞线，并将变频器侧的屏蔽层接地( PE)，如果干扰非常严重，建议将屏蔽层接控制电源地( GND)。对于RS232通信方式，注意控制线路尽量不要超过15m，如果要加长，必须随之降低通信波特率，在100m左右时，能够正常通信的波特率小于600b/s。对于RS485通信，还必须考虑终端匹配电阻等。对于采用现场总线的高速控制系统，通信电缆必须采用专用电缆，并采用多点接地的方式，才能够提高可靠性。    (2)电网质量问题。对于电网质量有很严重的污染的供电系统，可以采取以下的措施：    1)在高频冲击负载如电焊机、电镀电源、电解电源等场合建议用户增加无功静补装置，提高电网功率因数和质量。    2)在变频器比较集中的车间，建议采用集中整流，直流共母线供电方式或采用12脉冲整流模式。    3)变频器输入侧加装无源LC滤波器，减小输入谐波，提高功率因数，成本较低，可靠性高，效果好。    4)变频器输入侧加装有源PFC装置，效果最好，但成本较高。    (3)电动机的漏电、轴电压和轴电流问题。变频器驱动感应电动机的电动机模型如图8-18所示，图中Csf为定子与机壳之间的等效电容，Csr为定子与转子之间的等效电容，Crf为转子与机壳之间的等效电容，Rh为轴承对轴的电阻；Cb和Zb为轴承油膜的电容和非线性阻抗。
    图8-18    变频器驱动感应电动机的电动机模型    高频PWM脉冲输入下，电动机内分布电容的电压耦合作用构成系统共模回路，从而引起对地漏电流、轴电压和轴电流问题。    漏电流主要是PWM三相供电电压极其瞬时不平衡电压与大地之间通过Csf产生。其大小和PWM的du/dt大小及开关频率高低有关，其直接结果将导致带有漏电保护装置动作。另外，对于旧式电动机，由于其绝缘材料差，又经过长期运行老化，有些在经过变频改造后造成绝缘损坏。因此，必须进行绝缘的测试。对于新的变频电动机的绝缘，要求要比标准电动机高出一个等级。    轴电流主要以三种方式存在：du/dt电流、EDM(Electric Discharge Machining)电流和环路电流。轴电压的大小不仅与电动机内各部分耦合电容参数有关，且与脉冲电压上升时间和幅值有关。du/dt电流主要与PWM的上升时间tr有关，tr越小，du/dt电流的幅值越大；逆变器载波频率越高，轴电流中的du/dt电流成分越多。EDM电流出现存在一定的偶然性，只有当轴承润滑油层被击穿或者轴承内部发生接触时，存储在转子对地电容Crf上的电荷（1/2 Crf×Urf）通过轴承等效回路Rh、Cb和Zb对地进行火花式放电，造成轴承光洁度下降，降低使用寿命，严重地造成直接损坏。损坏程度主要取决于轴电压和存储在转子对地电容Crf的大小。    环路电流发生在电网变压器地线、变频器地线、电动机地线及电动机负载与大地地线之间的回路（如水泵类负载）中。环路电流主要造成传导干扰和地线干扰，对变频器和电动机影响不大。避免或者减小环流的方法就是尽可能减小地线回路的阻抗。由于变频器接地线（PE变频器）一般与电动机接地线（PE电动机1）连接在一个点，因此，必须尽可能加粗电动机接地电缆线径，减小两者之间的电阻，同时变频器与电源之间的地线采用地线铜母排或者专用接地电缆，保证良好接地。对于潜水深井泵这样的负载，接地阻抗(Z3)可能小于变压器(Z1)与变频器(Z2)接地阻抗之和，容易形成地环流。在变频器输出端串由L、RC组成的正弦波滤波器是抑制轴电压与轴电流的有效途径。