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摘要：
文中主要分析了变频器干扰的形成、来源、途径，以及防止干扰的处理方法及其在实际应用中几种有效的抗干扰措施。
引言
因变频器具有节能、改善环境、提高效益等优点，目前我油田生产单位已广泛使用变频器，但使用变频器易使电网电压发生畸变、对其它用电设备产生干扰，变频器系统的干扰有时能直接造成系统的硬件损坏，有时虽不能损坏系统的硬件，但常使微处理器的系统程序运行失控，导致控制失灵，从而造成设备和生产事故。因此，如何提高系统的抗干扰能力和可靠性是自动化装置研制和使用中不可忽视的重要内容。
1.变频器干扰的来源
首先是来自外部电网的干扰在交流电网中由于许多非线性负载的电气设备投入运行，其电压、电流波形实际上已经是在不同程度有所畸变的非正旋波，变频器的供电电源受到来自被污染的交流电网的干扰后若不加处理，电网噪声就会通过电网电源电路干扰变频器。
1.1晶闸管换流设备对变频器的干扰
当供电网络内有容量较大的晶闸管换流设备时，由于晶闸管总是在每相半周期内的部分时间内导通，容易使网络电压出现凹口，波形严重失真。它使变频器输入侧的整流电路有可能因出现较大的反向回复电压而受到损害，从而导致输入回路击穿而烧毁。
1.2电力补偿电容对变频器的干扰
电力部门对用电单位的功率因数有一定的要求，为此，许多用户都在变电所采用集中电容补偿的方法来提高功率因数。在补偿电容投入或切出的暂态过程中，网络电压有可能出现很高的峰值，其结果是可能使变频器的整流二极管因承受过高的反向电压而击穿。
1.3其次是变频器自身对外部的干扰。变频器的整流桥和晶闸管的逆变电路对电网来说是非线性负载，它所产生的谐波对同一电网的其它电子、电气设备产生谐波干扰。
1.3.1输入电流的波形变频器的输入侧是二极管整流和电容滤波电路。显然只有电源的线电压UL大于电容器两端的直流电压UD时，整流桥中才有充电电流。因此，充电电流总是出现在电源电压的振幅值附近，呈不连续的冲击波形式，具有很强的高次谐波成分。
1.3.2输出电压与电流的波形绝大多数变频器的逆变桥都采用SPWM调制方式，其输出电压为占空比按正弦规律分布的系列矩形式形波。
2.干扰信号的传播方式
变频器能产生功率较大的谐波，对系统其它设备干扰性较强，其干扰途径与一般电磁干扰途径是一致的，主要分传导（即电路耦合）、电磁辐射、感应耦合。
2.1电路耦合方式即通过电源网络传播。由于输入电流为非正弦波，当变频器的容量较大时，将使网络电压产生畸变，影响其他设备工工作，同时输出端产生的传导干扰使直接驱动的电机铜损、铁损大幅增加，影响了电机的运转特性。显然，这是变频器输入电流干扰信号的主要传播方式。
2.2感应耦合方式当变频器的输入电路或输出电路与其他设备的电路挨得很近时，变频器的高次谐波信号将通过感应的方式耦合到其他设备中去。
2.3空中幅射方式 即以电磁波方式向空中幅射，这是频率很高的谐波分量的主要传播方式
3.变频调速系统的抗干扰处理
为防止干扰，可采用硬件抗干扰和软件抗干扰。硬件抗干扰是应用措施系统最基本和最重要的抗干扰措施，具体措施可采用隔离、滤波、屏蔽、接地等方法。
3.1所谓干扰的隔离，在变频调速传动系统中，通常是电源和放大器电路之间电源线上采用隔离变压器以免传导干扰，隔离变压器一般采用DYn的接线组别的三相变压器，负荷侧的谐波电流在变压器的“角行”绕组中循环，不至流入电网。
3.2在系统线路中设置滤波器的作用是为了抑制干扰信号从变频器通过电源线传导干扰到电源从电动机，在变频器输人输出侧可设置滤波器。除了上述较低的谐波成分外，还有许多频率很高的谐波电流，它们将以各种方式把自己的能量传播出去，形成对其他设备的干扰信号。根据使用位置的不同，可分为：输入滤波器、输出滤波器
3.2.1变频器的输出端不允许接入电容器，以免在逆变管导通（关断）瞬间，产生峰值很大的充电（或放电）电流，损害逆变管，
3.2.2输出滤波器由LC电路构成时，滤波器内接入电容器的一侧，必须与电动机侧相接。
3.3屏蔽干扰源是抑制干扰的最有效的方法。通常变频器本身用铁壳屏蔽，不让其电磁干扰泄漏：输出线用钢管屏蔽，信号线尽可能短（一般为20m以内），且信号线采用双芯屏蔽，并与主电路线（AC380V）及控制线（AC220V）完全分离，周围电子敏感设备线路也要求屏蔽，屏蔽罩必须可靠接地。
3.4屏蔽接地电气装置为了防止其内、外部的电磁感应或静电感应的干扰而对屏蔽體进行接地。按照功能划分，一般有以下几种：
3.4.1静电屏蔽的接地目的是为了把金属屏蔽体上的感应静电干扰信号直接导入地中，同时减少分布电容的寄生耦合，保证人身安全，简单可靠，费用低。
3.4.2电磁屏蔽的接地目的是为了减少电磁干扰和静电耦合。
3.4.3，磁屏蔽的接地目的是为了防止形成环路产生环流而发生电磁干扰。
3.5加装电抗器
在变频器的输入电流中频率较低的谐波分量（5次谐波、7次谐波、11次谐波、13次谐波等所）所占的比重是很高的，它们消耗了大量的无功功率，使线路的功率因数大为下降。在输入电路内串入电抗器是抑制较低谐波电流的有效方法。根据接线位置的不同，主要有以下两种：
3.5.1交流电抗器 串联在电源与变频器的输入侧之间。其主要功能有：
a.通过抑制谐波电流，将功率因数提高至（0.75-0.85）：
b.削弱输入电路中的浪涌电流对变频器的冲击；
c.削弱电源电压不平衡的影响。
3.5.2直流电抗器 串联在整流桥和滤波电容器之间。削弱输入电流中的高次谐波成分。但在提高功率因数方面比交流电抗器有效，可达0.95，并具有结构简单、体积小等优点。
3.6合理布线：通过对电气线路的合理布置，能有效削减通过感应方式传播的干扰信号。
4.结论
通过对变频器应用过程中干扰的来源和传播途径的分析，提出了在生产运行中如何提高系统的抗干扰能力和可靠性作了简单探讨和处理办法，随着新技术和新理论不断在变频器上的应用，变频器存在的这些问题有望通过变频器本身的功能和补偿来解决。
文中主要分析了变频器干扰的形成、来源、途径，以及防止干扰的处理方法及其在实际应用中几种有效的抗干扰措施。
引言
因变频器具有节能、改善环境、提高效益等优点，目前我油田生产单位已广泛使用变频器，但使用变频器易使电网电压发生畸变、对其它用电设备产生干扰，变频器系统的干扰有时能直接造成系统的硬件损坏，有时虽不能损坏系统的硬件，但常使微处理器的系统程序运行失控，导致控制失灵，从而造成设备和生产事故。因此，如何提高系统的抗干扰能力和可靠性是自动化装置研制和使用中不可忽视的重要内容。
1.变频器干扰的来源
首先是来自外部电网的干扰在交流电网中由于许多非线性负载的电气设备投入运行，其电压、电流波形实际上已经是在不同程度有所畸变的非正旋波，变频器的供电电源受到来自被污染的交流电网的干扰后若不加处理，电网噪声就会通过电网电源电路干扰变频器。
1.1晶闸管换流设备对变频器的干扰
当供电网络内有容量较大的晶闸管换流设备时，由于晶闸管总是在每相半周期内的部分时间内导通，容易使网络电压出现凹口，波形严重失真。它使变频器输入侧的整流电路有可能因出现较大的反向回复电压而受到损害，从而导致输入回路击穿而烧毁。
1.2电力补偿电容对变频器的干扰
电力部门对用电单位的功率因数有一定的要求，为此，许多用户都在变电所采用集中电容补偿的方法来提高功率因数。在补偿电容投入或切出的暂态过程中，网络电压有可能出现很高的峰值，其结果是可能使变频器的整流二极管因承受过高的反向电压而击穿。
1.3其次是变频器自身对外部的干扰。变频器的整流桥和晶闸管的逆变电路对电网来说是非线性负载，它所产生的谐波对同一电网的其它电子、电气设备产生谐波干扰。
1.3.1输入电流的波形变频器的输入侧是二极管整流和电容滤波电路。显然只有电源的线电压UL大于电容器两端的直流电压UD时，整流桥中才有充电电流。因此，充电电流总是出现在电源电压的振幅值附近，呈不连续的冲击波形式，具有很强的高次谐波成分。
1.3.2输出电压与电流的波形绝大多数变频器的逆变桥都采用SPWM调制方式，其输出电压为占空比按正弦规律分布的系列矩形式形波。
2.干扰信号的传播方式
变频器能产生功率较大的谐波，对系统其它设备干扰性较强，其干扰途径与一般电磁干扰途径是一致的，主要分传导（即电路耦合）、电磁辐射、感应耦合。
2.1电路耦合方式即通过电源网络传播。由于输入电流为非正弦波，当变频器的容量较大时，将使网络电压产生畸变，影响其他设备工工作，同时输出端产生的传导干扰使直接驱动的电机铜损、铁损大幅增加，影响了电机的运转特性。显然，这是变频器输入电流干扰信号的主要传播方式。
2.2感应耦合方式当变频器的输入电路或输出电路与其他设备的电路挨得很近时，变频器的高次谐波信号将通过感应的方式耦合到其他设备中去。
2.3空中幅射方式 即以电磁波方式向空中幅射，这是频率很高的谐波分量的主要传播方式
3.变频调速系统的抗干扰处理
为防止干扰，可采用硬件抗干扰和软件抗干扰。硬件抗干扰是应用措施系统最基本和最重要的抗干扰措施，具体措施可采用隔离、滤波、屏蔽、接地等方法。
3.1所谓干扰的隔离，在变频调速传动系统中，通常是电源和放大器电路之间电源线上采用隔离变压器以免传导干扰，隔离变压器一般采用DYn的接线组别的三相变压器，负荷侧的谐波电流在变压器的“角行”绕组中循环，不至流入电网。
3.2在系统线路中设置滤波器的作用是为了抑制干扰信号从变频器通过电源线传导干扰到电源从电动机，在变频器输人输出侧可设置滤波器。除了上述较低的谐波成分外，还有许多频率很高的谐波电流，它们将以各种方式把自己的能量传播出去，形成对其他设备的干扰信号。根据使用位置的不同，可分为：输入滤波器、输出滤波器
3.2.1变频器的输出端不允许接入电容器，以免在逆变管导通（关断）瞬间，产生峰值很大的充电（或放电）电流，损害逆变管，
3.2.2输出滤波器由LC电路构成时，滤波器内接入电容器的一侧，必须与电动机侧相接。
3.3屏蔽干扰源是抑制干扰的最有效的方法。通常变频器本身用铁壳屏蔽，不让其电磁干扰泄漏：输出线用钢管屏蔽，信号线尽可能短（一般为20m以内），且信号线采用双芯屏蔽，并与主电路线（AC380V）及控制线（AC220V）完全分离，周围电子敏感设备线路也要求屏蔽，屏蔽罩必须可靠接地。
3.4屏蔽接地电气装置为了防止其内、外部的电磁感应或静电感应的干扰而对屏蔽體进行接地。按照功能划分，一般有以下几种：
3.4.1静电屏蔽的接地目的是为了把金属屏蔽体上的感应静电干扰信号直接导入地中，同时减少分布电容的寄生耦合，保证人身安全，简单可靠，费用低。
3.4.2电磁屏蔽的接地目的是为了减少电磁干扰和静电耦合。
3.4.3，磁屏蔽的接地目的是为了防止形成环路产生环流而发生电磁干扰。
3.5加装电抗器
在变频器的输入电流中频率较低的谐波分量（5次谐波、7次谐波、11次谐波、13次谐波等所）所占的比重是很高的，它们消耗了大量的无功功率，使线路的功率因数大为下降。在输入电路内串入电抗器是抑制较低谐波电流的有效方法。根据接线位置的不同，主要有以下两种：
3.5.1交流电抗器 串联在电源与变频器的输入侧之间。其主要功能有：
a.通过抑制谐波电流，将功率因数提高至（0.75-0.85）：
b.削弱输入电路中的浪涌电流对变频器的冲击；
c.削弱电源电压不平衡的影响。
3.5.2直流电抗器 串联在整流桥和滤波电容器之间。削弱输入电流中的高次谐波成分。但在提高功率因数方面比交流电抗器有效，可达0.95，并具有结构简单、体积小等优点。
3.6合理布线：通过对电气线路的合理布置，能有效削减通过感应方式传播的干扰信号。
4.结论
通过对变频器应用过程中干扰的来源和传播途径的分析，提出了在生产运行中如何提高系统的抗干扰能力和可靠性作了简单探讨和处理办法，随着新技术和新理论不断在变频器上的应用，变频器存在的这些问题有望通过变频器本身的功能和补偿来解决。