变频器电磁兼容的屏蔽和滤波措施

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    屏蔽是将有关电路、元器件或设备安装在屏蔽体内，不使电场和磁场穿透这些屏蔽体。屏蔽一般分为静电屏蔽和电磁屏蔽两种类型。静电屏蔽主要用于防止静电场和恒定磁场的影响；电磁屏蔽主要用于防止交变电场、交变磁场以及交变电磁场的影响。
    屏蔽干扰源或敏感设备是抑制干扰的最有效方法，特别是对电容性感应耦合有很好的抑制效果。为使屏蔽有效，屏蔽体必须可靠接地。最常见的就是用屏蔽双绞线连接模拟信号。
    设置滤波器是为了抑制谐波干扰信号从变频器通过导线传导干扰到电源及电动机。恰当地选择和正确地使用滤波器对抑制传导干扰十分重要。
    在变频器输入端加装滤波器能削弱频率较高的谐波电流，防止其对共电源的其他电子设备引起干扰。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。如果最后的方案确定要在变频器输入端装设调谐滤波器、失谐滤波器、并联电容器或并联型有源滤波器之中的任一种时，此时系统中的变频器之前都应该要串接一台线路电抗器。在系统中有并联电容器时，它的低压谐波阻抗能使电压型变频器的谐波电流增大，阻抗巧合时，还能发生各种谐振，因而过电流极易使电容器过热损坏。另外，交流电抗器ACL通过抑制谐波电流，可以将功率因数提高至0.75～0. 85，削弱输入电路中的浪涌电流对变频器的冲击，削弱电源电压不平衡的影响。
    电动机功率较大时，在整流桥和滤波电容器之间串联直流电抗器，使整流阻抗增大，整流阻抗增大则整流重叠角增大，高次谐波电流变小。虽然直流电抗器只能削弱输入电流中的高次谐波成分，但它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。另外，要注意增大阻抗就增加了压降，所以电压降必须控制在2%以内，最好求出电压畸变率与电压降都在最佳值内。在输出端后加装滤波器既能有效地削弱输出电流中的高次谐波成分，使送出的电流波形为正弦波，又能削弱电动机中由高次谐波电流引起的附加转矩。但是，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。当输出滤波器由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。
    另外需要考虑变频器敏感电路的滤波措施，艾特贸易小编具体介绍如下。
    ①信号选择滤波器。信号选择滤波器是能有效去除不需要的信号分量、同时对被选择信号的幅度相位影响最小的滤波器。如线路板上的导线是最有效的接收和辐射天线，由于导线的存在，往往会使线路板上产生过强的电磁辐射。同时，这些导线又能接受外部的电磁干扰，使电路对干扰很敏感。在导线上使用信号选择滤波器是一个解决高频电磁干扰辐射和接收很有效的方法。脉冲信号的高频成分很丰富，这些高频成分可以借助导线辐射，使线路板的辐射超标。使用信号选择滤波器可使脉冲信号的高频成分大大减少，由于高频信号的辐射效率较高，这个高频成分的减少，将使线路板的辐射大大改善。
    ②电磁干扰滤波器。电磁干扰滤波器是能有效抑制电磁干扰的滤波器。电磁干扰滤波器常常又分为信号线EMI滤波器、电源EMI滤波器、印制电路板EMI滤波器、反射EMI滤波器、隔离EMI滤波器等几类。实践表明，即使对一个经过很好设计并且具有正确的屏蔽和接地措施的产品，也仍然会有传导干扰发射或传导干扰进入产品。滤波是压缩干扰频谱的一种有效方法，当干扰频谱不同于有用信号的频带时，可以用电磁干扰滤波器将无用的干扰滤除。因此，恰当选择和正确使用滤波器对抑制传导干扰是十分重要的。从频率角度出发，电磁干扰滤波器属于低通滤波器，分为信号线滤波器和电源线滤波器。
    a．信号线滤波器。信号线滤波器是用在各种信号线上的低通滤波器，用来滤除高频干扰成分。可分为线路板滤波器、馈通滤波器、连接滤波器、共模输出滤波器（du/dt滤波器）等。
    线路板滤波器。线路板滤波器适合于安装在线路板上，具有成本低、安装方便等优点。
    馈通滤波器适合于安装在屏蔽壳体上，特别适用于单根导线或电缆穿过屏蔽体时使用。
    连接滤波器适用于多根导线或电缆穿过屏蔽体时使用，连接滤波器在外形和尺寸上都和普通连接器相同，两者完全可以互换（但连接滤波器的每个针或孔上都有一个低通滤波器，它的电路可以是单个电容，也可以是L型或π型。选用信号线滤波器时，应根据使用场合，选择滤波器的类型，根据滤波要求选择滤波器的电路和性能指标，为了保证信号频率顺利通过滤波器，滤波器的截止频率应高于信号频率的上限。此外，还应正确选择滤波器的工作电压、电流、温度范围等。在使用信号线滤波器时，最重要的是保证滤波器有良好的接地，接地线应尽量短。滤波器外壳应与屏蔽体有良好的电接触，可以使用焊接方式或采用射频电磁密封衬垫等。新研制的滤波器阵列板是将滤波器制成微形器件，并排列成阵列，能快速安装到产品的底板或隔断上，以实现密封或隔离。
    共模输出滤波器。共模输出滤波器（du/dt滤波器）是由铁氧体环形磁芯构成。铁氧体是一种立方晶格结构的亚铁磁性材料。它的制造工艺和力学性能与陶瓷相似，颜色为灰黑色。对于抑制电磁干扰用的铁氧体，最重要的性能参数为磁导率μ和饱和磁通密度Bs。磁导率μ可以表示为复数，实数部分构成电感，虚数部分代表损耗，随着频率的增加而增加。因此，它的等效电路为由电感L和电阻R组成的串联电路，L和R都是频率的函数，例如磁导率为850的铁氧体，在10MHz时阻抗小于10Ω，而超过100MHz后阻抗大于100Ω，使高频干扰大大衰减。这样，就构成了一个低通滤波器。低频时R很小，L起主要作用。电磁干扰被反射而受到抑制；高频时R增大，电磁干扰被吸收并转换成热能。铁氧体抑制元件广泛应用于印制电路板、电源线和数据线上。例如在印制板的电源线入口端加上铁氧体抑制元件，就可以滤除高频干扰。铁氧体磁环或磁珠专用于抑制信号线、电源线上的高频干扰和尖峰干扰，它也具有吸收静电放电脉冲干扰的能力。不同的铁氧体抑制元件，有不同的最佳抑制频率范围。通常磁导率越高，抑制的频率就越低。此外，铁氧体的体积越大，抑制效果越好。在体积一定时，长而细的形状比短而粗的抑制效果好，内径越小抑制效果也越好。但在有直流或交流电流的情况下，还存在铁氧体饱和的问题，抑制元件横截面积越大，越不易饱和，可承受的电流越大。铁氧体抑制元件应当安装在靠近干扰源的地方。对于输入/输出电路．则应尽量靠近屏蔽外壳的进、出口处。安装时还应当注意，铁氧体元件易破碎，应采取可靠的固定措施。
    b．电源线滤波器。电源线是电磁干扰传入设备和传出设备的主要途径。为防止这两种情况的发生，必须在设备的电源接口安装电源线滤波器。它只允许电源频率通过，而高于电源频率的电磁干扰受到很大的衰减。电源线上的干扰以两种形式出现，在火线、零线回路中的干扰为差模干扰，在火线、零线与地线回路中的干扰为共模干扰。虽然电源线滤波器对差模干扰和共模干扰都有抑制作用，但效果不一样，应分别给出两者的插入损耗。除了特别说明允许不接地的滤波器外，所有电源滤波器都必须接地，因为滤波器中的共模旁路电容只有接地时才起作用。使用电源滤波器时，应尽量靠近电源入口处安装，并使滤波器的输入/输出端之间屏蔽隔离，避免电磁干扰从输入端直接耦合到滤波器的输出端。此外，滤波器的接地点还应尽量靠近设备的接地点。电源线滤波器的技术指标包括最大泄漏电流、电压、额定工作频率、额定工作电压、额定工作电流和温度范围等。