中達電通公司 成都機電業務處                袁賢才

Yuan Xiancai

 

摘  要：來自機電集成自動化工程一線的經驗總結。重點討論解決變頻器抗幹擾運行的工程實踐。

關鍵詞：變頻器抗幹擾 接地 信號

    交流感應異步電動機變頻器調速是20世(shi)紀(ji)電(dian)氣(qi)傳(chuan)動(dong)領(ling)域(yu)劃(hua)時(shi)代(dai)的(de)技(ji)術(shu)進(jin)步(bu)。隨(sui)著(zhe)變(bian)頻(pin)器(qi)的(de)廣(guang)泛(fan)應(ying)用(yong)，變(bian)頻(pin)器(qi)日(ri)益(yi)成(cheng)為(wei)工(gong)廠(chang)自(zi)動(dong)化(hua)領(ling)域(yu)最(zui)大(da)的(de)電(dian)磁(ci)汙(wu)染(ran)源(yuan)。可(ke)以(yi)經(jing)常(chang)的(de)看(kan)到(dao)在(zai)一(yi)間(jian)設(she)備(bei)密(mi)集(ji)型(xing)工(gong)廠(chang)裝(zhuang)機(ji)幾(ji)十(shi)台(tai)上(shang)百(bai)台(tai)變(bian)頻(pin)器(qi)。變(bian)頻(pin)器(qi)直(zhi)―交jiao逆ni變bian器qi的de非fei線xian性xing等deng效xiao負fu荷he使shi得de變bian頻pin器qi在zai許xu多duo係xi統tong集ji成cheng工gong程cheng中zhong不bu僅jin汙wu染ran工gong廠chang供gong電dian係xi統tong，還hai直zhi接jie對dui自zi動dong化hua工gong程cheng項xiang目mu幹gan擾rao，引yin起qi測ce控kong係xi統tong失shi準zhun失shi靈ling，嚴yan重zhong破po壞huai大da係xi統tong的de穩wen定ding性xing，甚shen至zhi變bian頻pin器qi自zi身shen受shou到dao幹gan擾rao引yin發fa“自舉”式的調速故障。盡管國際標準對電氣設備EMC（IEC61000係列電磁兼容設計）有嚴格的規範，並且中國國家質量技術監督局已決定在國內“等同”采用，同時，中國國家標準電能質量公用電網諧波GB/T 14549-93已經生效14年之久，但是國家經濟技術的飛速發展使得功率電子開關器件的汙染控製已經刻不容緩。

    本文作者來自自動化集成工程一線。在近年的客服中經常遇到變頻器的幹擾問題,造成設備誤動作,使得工廠的生產線不能運行,而且這一類問題的原因查找起來也比較困難,經過查閱有關資料,再結合工作中處理問題的一些經驗來具體談一下變頻器幹擾的來源,傳播方式以及一些針對實際應用中遇到幹擾問題的不同情況的處理，希望不同於教科書的教條說教。

    變頻器的幹擾問題一般分為變頻器自身幹擾；外界設備產生的電磁波對變頻器幹擾；變頻器對其它弱電設備幹擾3類情況。  變頻器本身就是一個幹擾源,眾所周知, 變bian頻pin器qi由you主zhu回hui路lu和he控kong製zhi回hui路lu兩liang大da部bu分fen組zu成cheng，變bian頻pin器qi主zhu回hui路lu主zhu要yao由you整zheng流liu電dian路lu，逆ni變bian電dian路lu，控kong製zhi電dian路lu組zu成cheng，其qi中zhong整zheng流liu電dian路lu和he逆ni變bian電dian路lu由you電dian力li電dian子zi器qi件jian組zu成cheng,電力、電dian子zi器qi件jian具ju有you非fei線xian性xing特te性xing，當dang變bian頻pin器qi運yun行xing時shi
，它ta要yao進jin行xing快kuai速su開kai關guan動dong作zuo，因yin而er產chan生sheng高gao次ci諧xie波bo，這zhe樣yang變bian頻pin器qi輸shu出chu波bo形xing除chu基ji波bo外wai還hai含han有you大da量liang高gao次ci諧xie波bo。無wu論lun是shi哪na一yi種zhong幹gan擾rao類lei型xing，高gao次ci諧xie波bo是shi變bian頻pin器qi產chan生sheng幹gan擾rao的de主zhu要yao原yuan因yin。，變bian頻pin器qi本ben身shen就jiu是shi諧xie波bo幹gan擾rao源yuan，所suo以yi對dui電dian源yuan側ce和he輸shu出chu側ce的de設she備bei會hui產chan生sheng影ying響xiang。與yu主zhu回hui路lu相xiang比bi，變bian頻pin器qi的de控kong製zhi回hui路lu卻que是shi小xiao能neng量liang、弱信號回路，極易遭受其它裝置產生的幹擾。因此，變頻器在安裝使用時，必須對控製回路采取抗幹擾措施。

    變(bian)頻(pin)器(qi)的(de)幹(gan)擾(rao)問(wen)題(ti)主(zhu)要(yao)體(ti)現(xian)在(zai)電(dian)機(ji)的(de)運(yun)行(xing)情(qing)況(kuang)上(shang)。例(li)如(ru)電(dian)機(ji)在(zai)運(yun)行(xing)過(guo)程(cheng)中(zhong)突(tu)然(ran)挺(ting)停(ting)機(ji)，電(dian)機(ji)運(yun)行(xing)時(shi)快(kuai)時(shi)慢(man)，運(yun)行(xing)速(su)度(du)不(bu)穩(wen)定(ding)。電(dian)機(ji)停(ting)不(bu)下(xia)來(lai)，按(an)鈕(niu)不(bu)起(qi)任(ren)何(he)作(zuo)用(yong)等(deng)等(deng)，這(zhe)些(xie)都(dou)是(shi)變(bian)頻(pin)器(qi)受(shou)到(dao)幹(gan)擾(rao)情(qing)況(kuang)的(de)體(ti)現(xian)。

    幹擾問題的一般處理方法是要保證良好的接地，接地端子的一般要求為：接地端子以“第三種方式”接地(單獨接地)， 接地線愈短愈好，而且必須接地良好

；控製回路線使用屏蔽線，而且屏蔽線遠端屏蔽層懸空
，近端接地
；根據產品要求，合理布線
， 強電和弱電分離

， 保持一定距離
， 避免變頻器動力線與信號線平行布線，應分散布線；增加抗無線幹擾濾波器，變頻器輸入和輸出抗幹擾濾波器或電抗器
；采取防止電磁感應的屏蔽措施，甚至可將變頻器用金屬鐵箱屏蔽起來； 適當降低載波頻率
； 若用通訊功能

，RS485通訊線用雙絞線。下麵，我將以在實際使用中針對不同的幹擾情況做具體分析。
3.3 三相五線製供電

    曾(zeng)經(jing)遇(yu)到(dao)過(guo)這(zhe)樣(yang)一(yi)種(zhong)情(qing)況(kuang)
，變(bian)頻(pin)器(qi)一(yi)直(zhi)運(yun)轉(zhuan)，按(an)停(ting)止(zhi)按(an)鈕(niu)不(bu)起(qi)作(zuo)用(yong)，經(jing)檢(jian)查(zha)發(fa)現(xian)變(bian)頻(pin)器(qi)的(de)地(di)線(xian)隻(zhi)與(yu)變(bian)壓(ya)器(qi)的(de)中(zhong)性(xing)線(xian)相(xiang)連(lian)接(jie)，而(er)變(bian)壓(ya)器(qi)的(de)中(zhong)性(xing)線(xian)沒(mei)有(you)連(lian)接(jie)到(dao)大(da)地(di)
，將(jiang)變(bian)壓(ya)器(qi)的(de)中(zhong)性(xing)線(xian)接(jie)地(di)後(hou)變(bian)頻(pin)器(qi)恢(hui)複(fu)正(zheng)常(chang)。現(xian)在(zai)的(de)很(hen)多(duo)小(xiao)型(xing)工(gong)廠(chang)裏(li)麵(mian)一(yi)般(ban)不(bu)重(zhong)視(shi)地(di)線(xian)的(de)連(lian)接(jie)。機(ji)床(chuang)出(chu)廠(chang)時(shi)，按(an)照(zhao)國(guo)家(jia)電(dian)工(gong)法(fa)規(gui)定(ding)的(de)標(biao)準(zhun)，地(di)線(xian)與(yu)中(zhong)性(xing)線(xian)是(shi)嚴(yan)格(ge)分(fen)開(kai)的(de)，配(pei)電(dian)櫃(gui)裏(li)中(zhong)性(xing)線(xian)有(you)專(zhuan)用(yong)接(jie)線(xian)端(duan)子(zi)

，地(di)線(xian)有(you)專(zhuan)用(yong)接(jie)地(di)螺(luo)釘(ding)。由(you)於(yu)該(gai)用(yong)戶(hu)從(cong)變(bian)壓(ya)器(qi)過(guo)來(lai)三(san)根(gen)相(xiang)線(xian)和(he)一(yi)根(gen)中(zhong)性(xing)線(xian)，隻(zhi)把(ba)中(zhong)性(xing)線(xian)接(jie)到(dao)“N”端子上，而地線沒有和中性線相連，雖說控製線使用了屏蔽線，屏蔽層也接到了接地螺釘，但沒有和大地相連, qibudaopingbizuoyong，daozhilebianpinqiyinganraoshikongdianjitingbuxialai。bapeidianguilizhongxingxianhedixianlianjiehoujihuifuzhengchang，yekeyibapeidianguilidixianzhijiejiedaodadi。xuduoyonghudoushicaiqubadixianyuzhongxingxianxiangliandebanfa
，danshicaiyongzhezhongbanfacunzaibiduan，jiushijiaruzhongxingxianduankai, 啟動機床某一動作, 可能使機床帶電, 對人身造成安全危脅。這種幹擾屬於變頻器本身幹擾類型。

    （1）現象。電機偶爾停不下來，經檢查屏蔽層接地正確良好，降低載波頻率不起作用。變頻器輸入側及輸出側加磁環濾波器不起作用。

    （2）分析。安裝變頻器的配電櫃與動力配電室相距太近,配(pei)電(dian)室(shi)配(pei)電(dian)櫃(gui)有(you)大(da)電(dian)流(liu)流(liu)過(guo)，在(zai)電(dian)流(liu)周(zhou)圍(wei)有(you)較(jiao)強(qiang)磁(ci)場(chang)
，幹(gan)擾(rao)了(le)變(bian)頻(pin)器(qi)正(zheng)常(chang)工(gong)作(zuo)
，把(ba)配(pei)電(dian)櫃(gui)遠(yuan)離(li)配(pei)電(dian)室(shi)後(hou)即(ji)恢(hui)複(fu)正(zheng)常(chang)
，這(zhe)屬(shu)於(yu)外(wai)界(jie)設(she)備(bei)對(dui)變(bian)頻(pin)器(qi)幹(gan)擾(rao)。

    （1）現象。起動變頻器後，電機不動作。

    （2）分析。變頻器由外部4-20ma給定運轉頻率,4-20MA的直流信號由變送器送入,看顯示板,頻率顯示為0.00。用電流表量測量變送器的輸出端,發現無輸出。在變送器的輸出端子並上一102電(dian)容(rong)後(hou)
，再(zai)啟(qi)動(dong)，設(she)備(bei)恢(hui)複(fu)正(zheng)常(chang)，說(shuo)明(ming)信(xin)號(hao)源(yuan)受(shou)到(dao)幹(gan)擾(rao)。在(zai)工(gong)程(cheng)實(shi)踐(jian)中(zhong)一(yi)個(ge)簡(jian)單(dan)的(de)信(xin)號(hao)線(xian)並(bing)聯(lian)電(dian)容(rong)解(jie)決(jue)了(le)大(da)問(wen)題(ti)是(shi)經(jing)常(chang)有(you)效(xiao)的(de)實(shi)用(yong)方(fang)法(fa)。這(zhe)屬(shu)於(yu)變(bian)頻(pin)器(qi)對(dui)外(wai)部(bu)設(she)備(bei)的(de)幹(gan)擾(rao)。
4 結束語

    隨著工業自動化的快速發展
，變頻器的使用也越來越普遍,變頻器的幹擾問題也將會遇到很多，許多終端用戶在遇到這一問題的時候往往不知道如何解決，希望本文能給他們提供一些幫助。