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隨著變頻器(以下簡稱-VFD)等電力電子器件在各種工業控制系統中被廣泛使用,系統的電磁干擾卻越來越嚴重,相應的抗干擾設計技術(即EMC)也變得越來越重要。VFD系統的干擾有時會直接損壞系統的硬件。雖然系統的硬件有時不能損壞,但微處理器的系統程序經常失控,導致控制失效,從而造成設備和生產事故。因此,如何提高系統的抗干擾能力和可靠性是自動化設備發展和應用中不可忽視的重要內容,也是計算機控制技術應用和推廣的關鍵之一。說到VFD的抗干擾,需要知道干擾信號的傳播方式。
干擾信號的傳播模式
VFD會產生大功率諧波。由于其功率較大,對系統中的其他設備有較強的干擾,其干擾路徑與一般電磁干擾相同,主要包括傳導(即電路耦合)、電磁輻射和電感耦合。具體來說,首先是對周圍的電子電氣設備產生電磁輻射;其次,對直驅電機產生電磁噪聲,增加了電機的鐵銅消耗。并通過配電網傳導對系統的電源和其他設備的干擾;最后,VFD會引起與其它相鄰線路的耦合,并引起干擾電壓或電流。同樣,系統中的干擾信號也通過同樣的方式干擾VFD的正常運行。
(1)電路耦合模式通過電力網絡傳播。由于輸入電流為非正弦波,當VFD容量較大時,網絡電壓會發生畸變,影響其他設備工作人員的工作。同時,輸出端產生的傳導干擾會大大增加直驅電機的銅損和鐵損,影響電機的運行特性。顯然,這是VFD輸入電流干擾信號的主要傳播方式。
(2)電感耦合。當VFD的輸入電路或輸出電路靠近其他器件的電路時,VFD的高次諧波信號會通過感應耦合到其他器件。歸納有兩種方式:
a、電磁感應模式,這是電流干擾信號的主要模式;
b、靜電感應,這是電壓干擾信號的主要方式。
(3)空中輻射是指以電磁波的形式輻射到空中,是高頻諧波分量的主要傳播方式。
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