变频驱动系统中的EMC 及其对策

作者：时间：2018-08-22来源：网络收藏

1 概述

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交流变频调速具有调速范围广、传动效率高、运行节能等优点，从而获得迅速推广应用。但由于变频器中使用了IGBT 等高速开关器件，其EMC问题已成为必须考虑和研究的重要课题。EMC(电磁兼容)，是指设备或系统在其电磁环境中能正常工作且不对该环境中任何器件构成不能承受的电磁骚扰的能力。

EMC 包括两方面的内容：电磁干扰(EMI)和电磁抗扰。EMI 按传播途径可分为两类：传导干扰与辐射干扰。传导干扰即沿着导体传播的干扰，所以任何导体(如导线传输、电感器、电容器等)都是传导干扰的传输通道。辐射干扰是指以电磁波形式传播的干扰，其传播的能量与距离的平方成反比。形成EMI 必须同时具备三个条件或称三要素：干扰源、传输通道、敏感接收器，三者缺一不可。解决EMC 问题一般要从这三方面着手。对用户而言，由于设备作为一电磁干扰源或接收器，不可更改，故解决EMC 问题主要是针对传输通道。

2 变频驱动系统中的EMC 的特点

在一个配电工作系统中，变频器和其他电气(电子)设备一样，既是电磁干扰源，又是电磁接收器，变频器的工作原理决定了它会产生一定的EMI噪声。同时，为了保证变频器能在一定的电磁环境中可靠工作，设计变频器时必须使其具有一定的抗EMI 能力。变频驱动系统工作时其EMC 特点主要表现在以下方面。

1)输入电流一般为非正弦波，电流中含有丰富的高次谐波，此谐波会对外形成EMI，降低电网的功率因数，增加线路损耗。

2)输出电压为高频PWM波，它会影响电机温升，缩短电机使用寿命，以及加大漏电流，使线路的漏电保护装置误动作。同时，对外形成很强的电磁干扰，影响同一系统中其他用电设备的可靠性。

3)作为电磁接收器，过强的外来干扰会使变频器误动作甚至损坏，影响用户正常使用。

4)在系统配线中，变频器的对外干扰和自身的抗干扰性相辅相成，故减少变频器对外干扰的过程，同时也是提高变频器抗干扰性的过程。

3 系统的基本配置及电路模型

在变频驱动系统中，为达到动态响应的高性能，需要有高的开关频率。整流器使用的电子器件通常为高速开关的大功率IGBT(绝缘栅双极晶体管)，其切换操作产生的电磁干扰，对外围设备及变频器的控制电路均产生不利影响：可导致周围装置的CPU、测试仪器、传感器、漏电保护开关等发生误动作。同时，变换器低频运行时受高次谐波的影响引发电磁噪声、振动和损耗。交流电机变频驱动的基本配置如图1 所示，

变频器可分为整流器和变换器两部分。图2 是作为变频器输入部分的三相桥式整流器的模拟电路，图3 是电动机简单的三相高频模型。图4 则为变频器标准接线图之一例(CHF 系列);表1 为其主电路端子的说明。