摘要：在各种电气控制系统中，随着变频器的普及应用，变频器对电路的干扰现象在电气运行中日益突出，相对应的抗变频器干扰措施已经变得越来越重要。变频器的干扰有时会对电气系统中的元器件造成破坏，或者导致电器件运行异常，导致控制失灵，从而造成设备的损坏和生产事故的发生。因此，怎样提高变频控制中电气系统的抗干扰能力和可靠性，是保障电气系统稳定运行中不容忽视的重要内容之一。
关键词：变频控制；变频器；干扰；屏蔽；改进措施
引言
近年来，随着电气自动化控制技术的快速发展，交流传动与其控制技术得到了迅速的发展，变频器在交流电动机（异步电机或同步电机）转速的调节方面的得到了广泛的运用，变频调速不但拥有突出的调速性能，而且还具有显著的节能效果，是目前最理想、最有前途的调速装置。由于变频器在调速方面的诸多优越性，在工业电气控制中的受到了广泛的一致认可，被越来越多的应用在各种起重设备上，得到了快速发展和广泛的应用。
一、变频器的工作原理
交-直-交变频器是现在最常使用的变频器，按直流环节的储能方式分为电压型变频器、电流型变频器，按输出电压的调制方式分为PWM控制方式、PAM控制方式，目前广泛采用PWM方式变频器。
变频器的工作的基本原理是把常见的380V50hz工业交流电通过整流器转化成平滑的直流电，然后根据不同的直流储能方式选择对应的驱动模块所组成的三相逆变器，再将得到的直流电逆变成可改变电压和频率的交流电，然后采用正弦脉宽调制（SPWM）方法，使输出波形近似普通正弦式交流电正弦波，从而驱动异步电机转动，并实现无级调速。
二、变频器产生干扰的原因
在电网中各种整流设备、电压调整设备、交直流互换设备以及照明设备等会使所在电网的电压、电流产生波形畸变，从而对连接在此电网中其它设备造成干扰。若变频器连接在这样的电网中就会受到欠（过）压、浪涌、掉电等影响，使变频器工作异常从而干扰与变频器相连接的其他设备。
此外在变频器正常工作时，将交流电转变成直流电的过程中会产生毛刺，即谐波，这些谐波，会顺着变频器的电源扩散到总变压器，从而造成总电源污染，导致其它对谐波敏感机电设备受到干扰，不但如此在变频器将直流电逆变成电压和频率可变的交流电时，在载波转换的过程中也会产生大量的高频谐波，这些高频谐波不但会通过供电路进入电网对电器件造成干扰，还会以电辐射的方式对周围的其他敏感电子设备造成干扰。
三、变频器对外部的干扰方式
变频器的干扰形式其实就是电磁的干扰形式总共有三类：（1）感应式干扰：当其他电子设备的电路与变频器的输入、输出电路考的比较近时，变频器产生的高次谐波信号将通过感应的方式对其他设备造成干扰，感应的方式一般分为电磁感应方式和静电感应两种。（2）辐射式干扰：高频谐波以电磁波形式向空中辐射出高能电子扰乱磁场。（3）电源耦合干扰：当变频器的容量较大时，在运转时会使电网的电压、电流产生波形畸变，从而影响其他设备的正常工作，同时输出端产生的传导干扰会造成电动机定子铜耗、转子铜（铝）耗、铁耗及附加损耗的增加，影响了交流电动机的运转特性。显然，这是因为变频器输入电流为非正弦波造成的，这是电路耦合方式即通过电源网络传播。
四、变频器对电动机绝缘强度的影响
现在市面上的中小型变频设备，一般都采用PWM的控制方式。它产生的载波频率一般高达几千到十几千赫，从而导致电动机定子绕组要承受很高的电压上升率，这就相当于对电动机突然施加很大的冲击电压，电动机的匝间绝缘效果就会承受非常严酷的考验。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆此外，由PWM变频器在工作时产生的冲击电压会叠加在电动机运行电压上，会对电动机对地绝缘构成巨大的威胁，在反复的高压冲击下电动机的对地绝缘会加速老化。
五、变频器对漏电保护器的影响
漏电保护器的基本原理是通过零序互感器识别零序电流，确保零序为零。而变频器的工作原理决定了其零序电流不可能为零，而在使用变频器时变频器输出侧会生成PWM波，电机电缆和大地之间就会形成长电缆的电容效应，当使用带屏蔽层的电缆时，电容效应更加明显。在变频器工作时，电容在充放电，有电流通过电容流入大地，并从进线侧的接地线再流回变频器，就会形成电流回路。进线侧的漏电保护器就会识别到零序的电流，那么就会造成漏电保护器动作，切断系统供电，造成跳闸。所以通常在变频器的上端是不使用漏电保护器的，若必须使用则应选购抗干扰型的漏电保护器，减少因为变频器电容效应造成的误动。
六、变频器对相邻电路的影响
某小区安装了一台变频自动关供水设备并联在小区照明电路上，设备安装完成后试运行阶段发现一旦变频设备运行就会造成总漏电保护器动作造成小区照明线路断电，这是变频器的电容效应造成的，于是改装线路使其不经过总漏电保护器，改装后开启变频设备发现总漏电保护器不动作但是分漏电保护器发生动作。变频器并没有直接进过并联的电路，但仍然对其造成了干扰。这是由于他们共用了总电源，变频器发生耦合干扰或者是感应式干扰造成的。
七、变频器的其他影响
变频器的干扰实质上是电磁干扰，通过传导、辐射和耦合三种传播途径进行传播，在传播途径中对不仅会造成信号干扰，电磁波还会各类元器件引起共振产生振动，使其松动或者精度下降，影响使用寿命。
八、抗变频器干扰的措施
在目前阶段变频调的干扰是无法避免的，相应的抗变频器干扰措施是必不可少的，变频器的干扰在目前不能再源头上解决，只能通过隔离阻断干扰的传播途径或者在终端屏蔽来达到抗干扰的目的。变频器的干扰实质上就是电磁干扰，对于感应式干扰我们可以通过合理的走线来减弱，在布线时远离变频器的输出与输入端口，这里是变频器感应式干扰最为严重的地方。线路铺设整洁防止通电后的磁场叠加，最大程度的减小感应式干扰带来的危害。
此外为变频设备设立独立的供电线路，将干扰源与敏感的电气设备隔离起来从而解决变频器干扰问题，在敏感电气设备的进线端合理的布置滤波器也可以有效的削弱变频器谐波干扰和电源耦合干扰。
由于变频器的上端一般不能使用漏电保护器进行漏电保护，变频器接地和系统电源的零线与保护接地、重复接地分开，使用正确独立的保护接地措施不但可以大大提高变频器的使用安全系数，还能使系统有效地抑制外来干扰，降低设备本身对外界的干扰。
九、结论
如今的工业电气控制系统已经离不开变频器了，变频器在各个方面都扮演了不可替代的重要角色，尤其是plc与变频控制的结合控制技术使的电气控制变得更加高效节能，与此同时由于变频器的工作原理也决定了变频器对外的干扰是无法避免的。这些问题也是变频器日后改进和完善的方向，在目前阶段我们只能通过阻断变频器干扰的传播途径来最大程度的减小变频器对电气系统的干扰，合理的抗干扰方法会大大提高变频器的使用效果。相信随着变频技术的不断发展与完善，变频器的干扰问题一定会得到更好地解决。
参考文献
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论文作者:孙阳,张劲涛
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第29期
论文发表时间:2018/12/20
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