变频器电磁兼容的隔离措施

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    变频调速系统主要以下几个干扰源。
    (1)外部电网对变频调速传动系统的干扰
    供电电源对变频器的干扰主要表现在过压、欠压、瞬时掉电、浪涌、跌落、尖峰电压脉冲、射频干扰等。例如，在变电所补偿电容投入或切出的暂态过程中，电网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。
    (2)变频调速传动系统的共模干扰
    由共地阻抗或电磁场引起的共模干扰通过变频器的控制信号线能形成的环路干扰，这也会干扰变频器的正常工作。
    (3)变频调速传动系统的谐波干扰
    在交流输入侧，变频器的整流电路对电网来说是非线性负载，能产生功率较大的高次谐波，使输入的电压波形和电流波形发生畸变。对于采用SPWM技术的电压型变频器，其输入电压主波形为正弦波，但电流波形为非正弦波。在输出侧，变频器的输出电压和输出电流均有高次谐波，对电压及电流波形进行傅氏分解可获得各次谐波的含量。
    解决电磁兼容问题，主要从电磁干扰源、电磁干扰途径、对电磁干扰敏感的系统三个方面入手，采用硬件抗干扰和软件抗干扰的方案。具体措施可采用隔离、屏蔽、滤波和接地等方式。
    所谓干扰的隔离，是指从电路上把干扰源和易受干扰的部分隔离开来，使它们不发生电的联系。在变频调速传动系统中，通常是在电源和放大器电路之间的电源线上采用隔离变压器以防止传导干扰，电源隔离变压器可应用噪声隔离变压器。具体的隔离措施如下。
    ①电气隔离。采用隔离变压器或光电耦合隔离器等来实现电气隔离。例如，对于多点地电位浮动频繁的场合，可以采用DC/DC隔离模块来实现电气隔离。例如，在变频调速传动系统中，在电源与放大器电路之间串入隔离变压器（如噪声隔离变压器）来抑制传导干扰，同时也能防止电源线引起的天线效应，对高频污染作出隔离。
    ②空间隔离。考虑器件或设备的布置及布线，并尽量加大敏感设备与干扰源之间的距离是降低干扰强度的一种有效措施。其原理是，对于电容性噪声干扰，干扰与距离的平方成反比。但在安装场合受到限制、设备体积小的情况下，这种要求很难得到满足。另外，对于电缆而言，在电缆间的距离达到某种程度后（导体直径约40倍以上），再增大距离就不是减小干扰的有效措施了。因此，尚需考虑其他措施，比如屏蔽等。另外，隔离是消除由共模干扰引起的地环路干扰的有效措施。
    对于干扰的隔离应注意以下几个原则。
    ①使所有的信号线很好地绝缘，以防止由于接触引入的干扰。
    ②将不同种类的信号线隔离敷设（不在同一电缆槽中，或用隔板隔开）。根据信号不同类型将其按抗噪声干扰的能力分成以下四种。
    a．模拟量信号（模拟量输入、输出，特别是低电平的模拟量输入信号，如热电偶信号，热电阻信号等）对高频的脉冲信号的抗干扰能力很差，建议用屏蔽双绞线连接，而且这些信号线必须单独占用电线管或电缆槽，不可与其他信号在同一电缆管（或槽）中走线。
    b．低电平的开关信号，数据通信线路，对低频脉冲信号的抗干扰能力比模拟信号强，但也建议最好用屏蔽双绞线（至少用双绞线）连接。此类信号也要单独走线，不可和动力线和大负载信号线在一起平行走线。
    c．高电平（或大电流）的开关量输入/输出、电话线以及其他继电器输入/输出信号，这类信号的抗干扰能力强于上述两种信号，但这种信号会干扰其他信号，因此建议使用双绞线连接，也可单独走电缆管或电缆槽。
    d．动力线AC 220V、380V，以及大通断能力的断路器、开关信号等，这些线的电缆选择主要不是依据抗干扰能力，而是由电流负载和耐压等级决定。同一类信号可以放在一条电缆管或槽中，如果相近种类信号必须在同一电缆槽中走线，则一定要用金属隔板将它们隔开。
    还有一种隔离是将信号源与变频器在电气上进行隔离。这样，会大大的减小共模干扰对变频控制系统造成的危害。采用隔离放大器将信号的输入端子与变频器部分完全隔离，有的系统中采用隔离变压器，或继电器等方式隔离，对开关量则可以采用光电耦合器件，或继电器进行隔离。