摘  要：本文以台達KG係列變頻器工程應用實際問題為例，介紹變頻器的抗幹擾技術
；防止漏電斷路器誤跳脫技術

；輸入輸出保護技術。技術原理和處理原則適用於一般變頻器的工程應用。

關鍵詞：變頻器抗幹擾  漏電斷路器誤動作  變頻器輸入輸出保護

    隨著變頻器的大規模工程應用
，有各個技術等級和其它相關技術層麵的大量工程人員需要掌握變頻器應用技術。例如普通電氣工人；例如初級電氣工程師；例(li)如(ru)機(ji)械(xie)工(gong)程(cheng)師(shi)。同(tong)時(shi)
，變(bian)頻(pin)器(qi)也(ye)越(yue)來(lai)越(yue)多(duo)地(di)應(ying)用(yong)到(dao)各(ge)種(zhong)複(fu)雜(za)的(de)工(gong)程(cheng)環(huan)境(jing)中(zhong)去(qu)，書(shu)本(ben)中(zhong)各(ge)種(zhong)常(chang)規(gui)的(de)技(ji)術(shu)常(chang)常(chang)難(nan)以(yi)解(jie)決(jue)變(bian)頻(pin)器(qi)應(ying)用(yong)中(zhong)的(de)特(te)殊(shu)問(wen)題(ti)。本(ben)文(wen)基(ji)於(yu)台(tai)達(da)品(pin)牌(pai)KG係列變頻器，針對3個變頻器應用問題給出原理性的分析設計技術。技術原理實際上也適用其它變頻器工程應用條件。

 

    變頻器的幹擾問題
，一直困擾很多客戶
，在此將一些常見的幹擾及排除方法，介紹給大家：

（1）空中輻射方式。以電磁波的方式在空中傳播。

（2）線路傳播方式。主要通過電源網絡傳播。

（3）線間感應方式。電感產生的電磁感應或電容產生的靜電感應通過線間感應的方式傳播。

（1）高頻大功率的直流電焊機應遠離變頻器。電焊機自身的接地應良好。

（2）電磁鐵的通斷觸點應加裝RC突波吸收器。

（3）與變頻器裝在同一電櫃中的接觸器，要剔除劣質品。要選擇開關低噪聲，滅弧效

果好的產品。必要時也要加裝RC突波吸收器。

（4）供電電源阻抗要低，以免附近有上百千瓦電器的啟停，造成變頻器輸入電壓產生

過高的瞬間突變。

（5）供電電源的相電壓要平恒，以免導致220V單相輸入的變頻器在欠壓或過壓的狀態

下工作。

（6）對用戶廠的自發電係統，要求輸出電源電壓不要忽高忽低。要避免突變
，要穩定。

（1）變頻器的E端要與控製櫃及電機的外殼相連
，要接保安地，接地電阻應小於100

Ω
，可吸收突波幹擾。

（2）變頻器的輸入或輸出端加裝電感式磁環濾波器。以台達KG係列變頻器為例（還有

許多變頻器品牌使用手冊有規格提供）
，平性並繞3-4圈，有助於抑製高次諧波（此方法簡單易行，價格低廉）。若需進一步加強抗幹擾效果，可選台達變頻器專用的符合EMC標準的濾波裝置（台達變頻器使用手冊有規格提供）。

（3）上述磁環濾波器還可根據現場情況加繞在變頻器控製信號端或模擬信號給定端的

進線上。

（4）裝有變頻器的電控櫃中，動力線和信號線應分開穿管走線，金屬軟管應接地良好。

（5）模擬信號線要選用屏蔽線，單端在變頻器處接仿真地。

（6）還可通過調整變頻器的載頻來改善幹擾。頻率越低
，幹擾越小
，但電磁噪聲越大。

（7）RS485通訊口與上位機相連一定要采用光電隔離的傳輸方式，以提高通信係統的抗

幹擾性能。

（8）外配計算機或儀表的供電要和變頻器的動力裝置供電分開，盡量避免共享一個內

部變壓器。

（9）在受幹擾的儀表設備方麵也要進行獨立屏蔽
，市場上的溫控器、PID調節器、PLC

、

傳感器或變送器等儀表，都要加裝金屬屏蔽外殼並與保安地相連。必要時，可在此類儀表的電源進線端加裝上述的電感式磁環濾波器。

 

    womenzairichangshiyongzhong踫daoyouzaibianpinqishurudianluzhongpeizhiloudianbaohuqide，danshisongdianhouloudianduanluqijingchanghuitiaotuo，yuanyinyouzhaobudao，xuduorendourenweishibianpinqipinzhichulewenti，qishizhelimianshiyouyuanyinde，jiuzhegewentizuoyigefenxi。

    變頻器輸出是以PWM(脈寬調製，類似高速開關)方式控製，因此會發生高頻率的漏電電流，若要在變頻器一次側加裝一般漏電斷路開關時，建議請以每台變頻器選擇200mA以上的感度電流且動作時間為0.1秒(miao)以(yi)上(shang)的(de)漏(lou)電(dian)斷(duan)路(lu)關(guan)開(kai)使(shi)用(yong)，但(dan)不(bu)保(bao)證(zheng)該(gai)漏(lou)電(dian)斷(duan)路(lu)關(guan)開(kai)一(yi)定(ding)不(bu)會(hui)跳(tiao)脫(tuo)，必(bi)須(xu)考(kao)慮(lv)下(xia)列(lie)各(ge)因(yin)素(su)才(cai)能(neng)決(jue)定(ding)係(xi)統(tong)漏(lou)電(dian)電(dian)流(liu)之(zhi)大(da)小(xiao)，並(bing)選(xuan)定(ding)適(shi)當(dang)的(de)漏(lou)電(dian)斷(duan)路(lu)開(kai)關(guan)及(ji)必(bi)要(yao)措(cuo)施(shi)來(lai)改(gai)善(shan)送(song)電(dian)後(hou)漏(lou)電(dian)斷(duan)路(lu)器(qi)跳(tiao)脫(tuo)之(zhi)現(xian)象(xiang)。

    一般漏電斷路開關之額定電流選擇計算公式如下（參見圖1）：

I△n ≧ 10*〔Ig1+Ign+3*(Ig2+Igm)〕

Ig1、Ig2：商業運轉時電纜線之漏電電流。

Ign：變頻器輸入側噪聲濾波器之漏電電流。

Igm：商業運轉時馬達之漏電電流。

                     圖1 漏電電流途徑分析

 

    由上述公式之相關變動參數得知
，會影響漏電電流大小之因素有：

（1）電纜線的漏電電流(有二部分)

·漏電斷路開關      濾波器 的電纜線長之漏電電流。

·變頻器       馬達 的電纜線長之漏電電流。

（2）濾波器的漏電電流 (包含變頻器在內)。

（3）馬達的漏電電流。

（1）電纜線的漏電電流=A*(實際電纜線長/1000m)；電纜廠商提供各線徑每1000m之漏電電流值A。

（2）濾波器的漏電電流 (包含變頻器在內)——變頻器供應廠商提供。例如：台達VFD055B43B用濾波器為26TDT1W4B4其漏電電流最大值為70mA。

（3）馬達的漏電電流——馬達供應廠商提供。

    使用變頻器於圓盤針織機應用，前端使用了漏電保護，但是經常跳脫
，分析如下：變頻

器功率5.5KW，漏電斷路器漏電電流75mA。以過去經驗來評估時，在一切正常的情況下其中因電纜線長及馬達本體的漏電電流影響不大，主要影響因素有濾波器的漏電電流 (含變頻器在內)及負載側是否依第3種接地(10Ω以下)施工，故建議如下：

（1）若電源側一定要裝漏電斷路開關
，建議選擇200mA以上的感度電流且動作時間為0.1秒以上之漏電斷路關開， 但不保證該漏電斷路關開一定不會跳脫， 必須符合在其它對象(電纜線長及馬達)是正常的漏電流範圍內及負載側是依第3種接地(10Ω以下)施工下才有效。

（2）若電源側一定要裝現有漏電斷路器(75mA)

， 建議輸入電源不經現有的濾波器而直接輸入到變頻器，減少因為濾波器的漏電電流(含變頻器在內)造成現有漏電斷路器(75mA)跳脫。

（3）將現有漏電斷路器(75mA)自電源係統脫離，將電源直接輸入濾波器再轉接到變頻器即可。

    bianpinqijuyouqiangdadebaohugongneng，fanzhideshishuchubaohu。congshejidejiaodulaishuo，bianpinqishuruduandebaohu，daomuqianweizhihaishiyigenanti。zhuyaoshimeiyouyizhongjinengkuaisuqieduangaoyadadianliu
，youjuyoujiaodichengbendeqijian。yinci，ruhefangzhigaodianyadadianliuduibianpinqishuruduandechongjishiyingyongzhongdezhongyaowenti。

    以台達KG係列變頻器為例：

230V係列　　單相電源200/208/220/230　　　　　50/60Hz

460V係列　　三相電源380/400/415/440/460　　　50/60Hz

電壓：±10%         頻率：±5%

    台達KG係列變頻器220V係列和440V係列的輸入電壓若過低，變頻器會出現欠壓保護

，不會損壞變頻器。台達變頻器220V係列的輸入電壓若高於265V或者440V係列的輸入電壓高於500V，變(bian)頻(pin)器(qi)的(de)直(zhi)流(liu)母(mu)線(xian)電(dian)壓(ya)將(jiang)超(chao)過(guo)極(ji)限(xian)，可(ke)能(neng)會(hui)嚴(yan)重(zhong)損(sun)壞(huai)變(bian)頻(pin)器(qi)。因(yin)此(ci)，在(zai)電(dian)源(yuan)電(dian)壓(ya)不(bu)穩(wen)或(huo)者(zhe)在(zai)自(zi)發(fa)電(dian)供(gong)電(dian)源(yuan)的(de)場(chang)合(he)使(shi)用(yong)變(bian)頻(pin)器(qi)
，特(te)別(bie)要(yao)注(zhu)意(yi)變(bian)頻(pin)器(qi)的(de)額(e)定(ding)電(dian)壓(ya)是(shi)否(fou)滿(man)足(zu)供(gong)電(dian)電(dian)源(yuan)要(yao)求(qiu)。

    taidabianpinqishuomingshushangdeshurujiechuqi，shigeibianpinqitigongshurudianyuandekaiguan。juebunengjiangqizuoweibianpinqideqidonghuotingzhikaiguanlaishiyong。fouzekenenghuizaochengbianpinqidesunhuai。

（1）多(duo)台(tai)電(dian)機(ji)同(tong)步(bu)啟(qi)動(dong)和(he)停(ting)止(zhi)，同(tong)頻(pin)升(sheng)降(jiang)速(su)。此(ci)種(zhong)應(ying)用(yong)方(fang)式(shi)要(yao)注(zhu)意(yi)功(gong)率(lv)匹(pi)配(pei)。不(bu)能(neng)簡(jian)單(dan)地(di)選(xuan)用(yong)變(bian)頻(pin)器(qi)的(de)功(gong)率(lv)等(deng)於(yu)多(duo)台(tai)電(dian)機(ji)功(gong)率(lv)之(zhi)和(he)，應(ying)該(gai)放(fang)大(da)變(bian)頻(pin)器(qi)的(de)功(gong)率(lv)檔(dang)使(shi)用(yong)。注意﹗變頻器輸出應直接和電機相聯接，中間不能用繼電器。

（2）不允許多台電機異步啟動和異步停止。因為這種控製方式，變頻器輸出要接繼電器。所以原則上是不允許的！yibuqidongshi
，diyitaidianjiqidongshibuhuiyouwentide。dandiertaidianjiqidongshi，bianpinqishuchucedianyazehengao，cishi
，diertaidianjixiangdangyuquanyaqidong
，tadeqidongdianliuyueshizishenedingdianliude７－８倍，遠超過變頻器的額定電流。

    diyitaidianjizaiyibutingzhishi
，bianpinqishuchudianyayidinghengao
，cishijidianqizaikaiguandianjishi，dianganxingfuzaihuichanshenghengaodeshunjianfanxiangdianya，yuanchaoguobianpinqineibuqijiandeedingdianya，bianpinqibushiguoyabaojingjiushiguoyasunhuai。

    多台電機異步切換是必須在前一台變頻器停止後
，才可以切換到下一台變頻器的啟動。

（1）零線。零線是發電機輸出的中心線，不論在客戶端是否為零電位，都不能把零線作為地線接在變頻器的E端！

（2）變頻器的N接線端。變頻器的N的線端，是變頻器內直流母線的負端，應接至煞車模塊。既不能把它當做接地線端，更不能錯接至電源零線。

（3）保安地。台達變頻器的E接地線應接至保安地
，也就是電機的外殼。避免高壓突波衝擊以及噪聲的幹擾。