如何改善变频器在我国电气设备领域使用状态

摘 要：随着现代科学技术的不断发展，变频器被广泛应用于工业生产控制的各个领域。变频器在电气设备中使用可以在一定程度上降低成本，降低能耗，提高生产的经济效益。但是，在变频器的运行过程中，会受到一定的电气干扰，这给变频器的正常运行带来了一定的影响。本文就对改善变频器在电气设备中的应用展开相关探讨，保证变频器正常使用的前提下，提高电气设备的可靠性。

关键词：变频器；干扰；电气设备

前言

变频器作为一种通用元件，被广泛的应用于工业控制的诸多领域中。变频器的内部由许多复杂的电子电气元件构成，除此之外，在现代化的变频器元件中，还有一些电子计算机芯片，就使得变频器的内部元件更加复杂，工作起来更容易受电气的影响。同时，变频器在使用是，工作的电流中的谐波也会对变频器甚至电气设备产生一定的干扰，限制设备的正常使用。所以，如何消除或减小这些干扰，改善变频器在电气设备领域的应用就成了工业控制工作中的重点。

1 变频器的电气干扰问题

1.1 外部设备对变频器的干扰

我们在使用直流互换设备，整流设备，电子电压调整设备，照明设备等各种产生非线性负荷，就会在电网中产生大量的谐波源，这样就会导致电网的电压以及电流发生畸形，最终产生污染。当变频器接收被污染的电网后，如果不对电网噪声若进行处理，那么就会导致电源变频器被电源电路干扰而不能正常运行。而且，变电所为了提高功率因数，通常都会采用补偿电容的方法。在电容器投入和切出的暂态过程中，在变频器的输入侧就会产生很高的峰值电压，干扰变频器的正常运行。

1.2 变频器对外部设备的干扰

变频器非常容易干扰其他设备，根本原因是其输入和输出电流中具有高次谐波成分。由于变频器的输入侧是整流电路，而且所采用的整流桥是非线性器件，其电中有很强的高次谐波成分存在电路中。另外，在变频的正常工作是，往往有其他的电磁设备，而变频器在工作中会产生电磁噪声，对设备的正常运行造成不利影响。

2 变频器的电磁干扰对电气设备的危害

2.1 对电网及电站的危害

变频器的电磁干扰可能在电路的各个位置产生，如果是在电路的输入端产生电磁干扰，这种干扰就会沿着电路进行传导，进而影响整个电路，这样就会对电网造成严重的污染，导致电网的电力传输效率严重下降，造成电力损失。与此同时，高次谐波电流也会在电路阻抗上产生谐波降压[1]。从而导致电路电压过大，导致电网线被击穿，甚至供电设备短路起火，造成事故。在大多数电站中，为了提高供电效率，减少传送损耗，一般都会采用电力电容器补偿感性负载的功率因数下降。然而高频电磁是对电容器干扰的最大原因，因为电容对它呈低阻并且对它提供了电路，导致各种谐波与基波叠加，是通过电容的总电流大大增加，导致电容的温度持续上升，最终可能导致电容器因温度过高而损坏甚至爆炸。

2.2 对用电设备的危害

在电力系统中，交流装置普遍被广泛应用。例如冷和锅炉等系统几乎都含有交流装置。船用蓄电池充电，报警系统以及电力电子自控装置等，如果想要用直流电源对这些设备进行充电处理，那么我们都需采用晶闸管的变流装置。蓄电池，报警系统以及电力电子自控装置等设备的控制信号及幅度就会因为变频器所产生的电磁干扰而发生畸变，使控制角产生位移，从而引起自动检侧及控制系统产生误差或误动作，造成电流或电压的变化值过高，而产生过热效应引起晶闸管故障或损坏，严重时会使交流装置失灵。

2.3 对测量仪表的危害

我们会看到，在大型的电力设备上都会有电流表，电压表或者功率表等电子仪表对这些设备的工作情况进行实时监控。在总配电盘上还有功率因数表和兆欧表等，然而变频器产生的电磁干扰就会对这些仪表的正常监控产生很大的影响，导致这些电器仪表的监控的测量结果产生误差，影响其显示精度，谐波电流过大时甚至可能烧坏仪表线圈。

2.4 对电力系统中主要负载的危害

电动机是电力系统的主要负载，但是在实际使用变频器的交流系统的过程中，变频器会对电机产生高频电磁干扰，再加上杂散电容和电感受到激励产生的减幅动荡。就会造成传送到电机输入端的电压产生冲压现象。另外，高频的电压容易引起高频的震荡，如果这种震荡的频率与电机中零件运行时的震荡频率相近时，就会产生一种机械共振，应该设备正常运行甚至损坏设备，同时也会产生更大的噪音。

3 改善变频器在电气设备领域的使用状态

3.1 对变频器进行屏蔽

在正常工作中，变频器的周围有电磁接触器、电磁动器、继电器等设备，这些设备在使用过程中会产生一定的电磁噪声，就会对变频器的使用造成一定的影响。要想减少这种干扰，我们就需要采取一定的措施来屏蔽变频器。这样一来，既能较少外部其他设备对变频器的干扰，也能防止变频器的运行对其他设备的干扰。具体来看，屏蔽材料应该选择一些良性的导体，并且在屏蔽结构的设计中，我们应该尽量较少接缝，防止任何可能的电磁波的影响。

3.2 加强对电抗器的使用

为了抑制变频器的电气干扰，我们除了采用外加的屏蔽结构之外，我们还可以在变频器上安装相关的的抑制设备，来抑制电气干扰。具体可以采用电抗器这种元件。电抗器需要在变频器的输入电路中串联加入，它可以抑制谐波的干扰。削弱三相电压的不平衡对变频器的不良影响，同时可削弱输入电流的高次谐波分量，减小变频器对整个电路的影响。

3.3 减少传导中噪音信号的输送量

在所有的干扰类型中，对变频器影响最大的干扰往往就是沿导线传输的传导性干扰，其中最具代表性和危害性最大的是噪声沿电源端进入，这将会对整个电路造成干扰。为了防止这种干扰的出现，我们应该加入滤波器这种元件，具体应该在输入端和输出端分别加入，我们称之为输入滤波器和输出滤波器[2]。这样就可以阻止干扰信号在整个电路中的传导，防止他对整个电路造成的影响。但是在滤波器的安装中我们应该注意它的安装位置，应该确定滤波器也变频器安装在同一个底板上，而且应该使滤波器尽可能的靠近变频器中的电机驱动器，使其最大可能的发挥它的作用。

3.4 减少电气设备对噪音的感受能力

为了较少电磁干扰对电气设备的影响，我们可以采取一定的措施减少电气设备对噪音的感受能力。对此，我们可以将设备正确的接地，首先将变频器尽量单独接地，另外将其他设备进行接地，接地会给高频干扰信号形成低阻通路，从而能抑制高频信号干扰。但是接地不当会给电路造成更大的干扰，所以我们应该尤为注意。

结束语

综上所述，现阶段在工业控制的变频器使用中，往往存在很多电气的干扰情况，这给变频器的正常使用带来了很多影响。所以，为了减小这种电磁干扰，保证变频器的正常使用，我们就应该采取一定的一定的措施，具体包括对变频器屏蔽，加强电抗器和滤波器的使用等，较少了干扰，使变频器更好的为工业生产控制所用。

参考文献

[1]关凯，张颖.浅论变须器应用中的干扰及其抑制[J].露天采矿技术，2012（12）：131-132.

[2]刘满峨，宋旭斌.变频器在安全生产过程中存在的问题及其对策[J].露天采矿技术，2011（9）：79-80.