变频器干扰方式及抗干扰处理(变频器干扰消除方法)

摘 要：因变频器具有节电、节能、可靠、高效的特性。在调速控制系统中得到了广泛应用。系统干扰日益严重。重点叙述了选煤厂电动设备中使用的变频器产生干扰的类型及相应的抗干扰措 施，以保证 系统正常运行。
关键词：变频器；干扰 ；防治
0 引言 随着科学技术的高速发展，变频器在选煤厂自动控制系统中得到广泛应用。变频调速系统是一种全新的、可编程和高精度的控制系统。它能完成复杂的调速工作，执行可编程的控制指令，并对控制对象的运行状态、最优化的运行参数自动识别。由于系统本身采用的是大规模数字电路、微处理器、可编程控制技术，它的输入给定、输出控制、系统内部参数的设定在以数字信号处理时可获得很高精度的一致性。但随之也带来了一些干扰问题，有的干扰已经严重到影响选煤厂集控系统 PLC和仪器仪表的正常工作。如果变频器的干扰问题解决不好，系统就无法可靠运行。
1 变频器干扰的基本类型 （1）电源干扰 变频调速是电气工程中发展最快的一种电动机调速方式。变频控制较调压控制有其控制线形度好、节能的优点。尤其是近几年发展起来的带微处理器的智能变频，因性能显著改善而得到广泛应用，但是它容易干扰弱电信号的缺点也变得越来越突出，虽然变频器生产厂商也在这方面做了大量的工作，但是还不能完全解决问题。 变频器工作时常常会产生不同高次谐波，这种高次谐波对电网会造成危害。虽然现在的变频器都在前端配置了电抗器，在一定范围内能滤掉一部分高次谐波，但是对一些更高次的谐波它起不到作用，也就是这些更高次的谐波容易污染 PLC及仪器仪表的工作电源，而 PLC及仪器仪表由于自身的信号较弱。对工作电源的要求比较高，污染的工作电源必然引起 PLC及仪器仪表信号不稳定 ，导致集中控制和密度控制不能正常工作。 （2）射频干扰 为了防止干扰 ，在变频器 的后端往往也配置有电抗器，但是由于变频器 自身的特点是通过改变频率来控制电机的转速，在变频器运行特别是在调速过程中通过动力电缆极易发出忽弱忽强的射频信号。如果 PLC及仪器仪表和其他弱电信号电缆的敷设路径同变频器的动力电缆敷设路径相同，也非常容易受到干扰，并且这种干扰的处理非常困难。
2 变频器的干扰 （1）集控系统 PLC 集控系统的 PLC是选煤厂的中枢，它的正常运行是全厂正常生产的关键。在 实践中发现 ：变频器的运行对某些 PLC系统的输 出模块会产生干扰 ，引起输出模块的输出信号不按照 PLC的逻辑程序动作，而是频繁地无规律动作，变频器停止运行后，输出模块恢复正常，根据上述情况判定是由于变频器对电网的污染感染到 PLC系统的工作电源。 （2）仪表 选煤厂密控系统的仪器仪表能否正常工作 ，对煤的质量起着决定作用。在实际生产过程中。变频器的运行会对超声波液位计产生干扰，引起超声波液位计信号忽高忽低甚至出现死机现象。查看超声波液位计的参数表明，干扰系数大于要求的干扰系数，断电后重新送 电，液位计方能重新运行。 （3）工业电视系统 现代化 的选煤 厂大都装备有工业电视监控系统，变频器动力电缆对工业电视系统的视频信号形成的射频干扰也非常严重 ，导致图像画面模糊 、出现波纹，影响工业电视系统对重点岗位、重点区域的监控 。
3 变频器的抗干扰措施 根据变频器的干扰类型提出不同的处理方法，基本可以解决干扰造成的危害。 （1）电源干扰的防治 通常是在电源和放大器电路之间的电源线上设置隔离变压器 ，把干扰源和易受干扰的部分隔离开来，最大限度地抑制高次谐波的串人，减少高次谐波对控制电源的污染。 （2）射频干扰的防治 针对变频器动力电缆的射频干扰，一方面变频器动力电缆尽量采用铠装电缆以减少射频强度；另一方面变频器动力电缆敷设路径尽量不和控制电缆及信号电缆混放，特别是不能和工业电视系统视频电缆混放，变频器动力电缆应该单独敷设，在出现交叉的地方应尽量做十字交叉，如果做到这两方面，射频干扰还是能避免的。 （3）PLC系统的抗干扰措施 如果控制系统电源的抗干扰措施做得较好， PLC系统模块没有受到干扰，可以不对 PLC系统做抗干扰处理。 PLC系统的输出模块由于不同的PLC厂商在设计模块时的电气参数不同，其抗干扰措施略有差别。 主要措施为在输出点的两端并联一组阻容吸收回路，以起到滤波作用，可以滤除变频器对输出点电源的干扰。针对不同的 PLC，阻容吸收回路的参数可能不同，根据现场情况可以自行调整。 （4）超声波液位计的抗干扰措施 实际运用中证明，选煤厂超声波液位计的直流24 V工作电源极易受到变频器的干扰，并且这种干扰不容易处理。用同变频器不同变压器提供的电源是一种处理方法，采用蓄电池式的工作电源也可以避免变频器的干扰，但是这2种方法既不经济，也存在维护不方便的问题。 解决选煤厂测定液位不受变频器干扰的另一方 法是用压力传感器代替超声波液位计，通过测量桶内压力的大小把压力信号换算成液位信号。实践证明这种方法安装方便、调试调整方便、误差小、易维护 ，不易受到变频器的干扰。 实践证明，采用上述几项抗干扰措施，能基本上解决选煤厂中变频器对集中控制系统和密度控制系统的干扰 。达到设计和生产的要求。
4 结语 总之，变频器的抗干扰措施是一个复杂的系统工程。随着实际使用经验的逐步丰富、器件 自身设计的改进、发展和完善，变频器的干扰问题将会得到减轻，为变频技术的推广应用提供条件。
参考文献 ： [1]皮状行．等．可编程序控制器的系统设计与应用实例[M]．北京： 机械工业出版社．2001． [2]李良仁，等．变频调速技术与应用[M]．北京：电子工业出版社， 2004． [3]商永德，姜华，贾洪福．变频调速在选煤厂的应用[J]．煤矿机械， 2004．25（8）：113—114．