減少或削弱變頻器諧波及電磁輻射對(duì)設(shè)備干擾的方法

上一篇介紹的方法是減少變頻器工作時(shí)對(duì)外設(shè)備的影響，但并不是消除了變頻器的對(duì)外干擾，如果想進(jìn)一步提高其它設(shè)備對(duì)變頻器諧波和電磁輻射的免疫能力，尤其是在變頻器（品牌不同，產(chǎn)生的干擾程度可能不一樣）干擾較嚴(yán)重的場合中常用的方法通常有以下幾種：

1．使用隔離變壓器

使用隔離變壓器主要是應(yīng)對(duì)來自于電源的傳導(dǎo)干擾。使用具有隔離層的隔離變壓器，可以將絕大部分的傳導(dǎo)干擾阻隔在隔離變壓器之前。同時(shí)還可以兼有電源電壓變換的作用。隔離變壓器常用于控制系統(tǒng)中的儀表、PLC，以及其它低壓小功率用電設(shè)備的抗傳導(dǎo)干擾。

2．使用濾波模塊或組件

目前市場中有很多專門用于抗傳導(dǎo)干擾的濾波器模塊或組件，這些濾波器具有較強(qiáng)的抗干擾能力，同時(shí)還具有防止用電器本身的干擾傳導(dǎo)給電源，有些還兼有尖峰電壓吸收功能，對(duì)各類用電設(shè)備有很多好處。

常用的有雙孔磁芯濾波器。還有單孔磁芯的濾波器，其濾波能力較雙孔的弱些，但成本較低。

3．選用具有開關(guān)電源的儀表等低壓設(shè)備

一般開關(guān)電源的抗電源傳導(dǎo)干擾的能力都比較強(qiáng)，因?yàn)樵陂_關(guān)電源的內(nèi)部也都采用了如圖5結(jié)構(gòu)類似的濾波器。因此在選用控制系統(tǒng)的電源設(shè)備，或者選用控制用電器的時(shí)候，盡量采用具有開關(guān)電源類型的。

4．作好信號(hào)線的抗干擾

信號(hào)線承擔(dān)著檢測(cè)信號(hào)和控制信號(hào)的傳輸任務(wù)，毋庸置疑，信號(hào)傳輸?shù)馁|(zhì)量直接影響到整個(gè)控制系統(tǒng)的準(zhǔn)確性、穩(wěn)定性和可靠性，因此做好信號(hào)線的抗干擾是十分必要的。對(duì)于信號(hào)線上的干擾主要是來自空間的電磁輻射，有常態(tài)干擾和共模干擾兩種。

常態(tài)干擾的抑制 常態(tài)干擾是指疊加在測(cè)量信號(hào)線上的干擾信號(hào)，這種干擾大多是頻率較高的交變信號(hào)，其來源一般是耦合干擾。抑制常態(tài)干擾的方法有：

（1）在輸入回路接RC濾波器或雙T濾波器。

（2）盡量采用雙積分式A/D轉(zhuǎn)換器，由于這種積分器工作的特點(diǎn)，具有一定的消除高頻干擾的作用。

（3）將電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成電流信號(hào)再傳輸?shù)姆绞?，?duì)于常態(tài)的干擾有非常強(qiáng)的抑制作用。

共模干擾的抑制 共模干擾是指信號(hào)線上共有的干擾信號(hào)，一般是由于被測(cè)信號(hào)的接地端與控制系統(tǒng)的接地端存在一定的電位差所制，這種干擾在兩條信號(hào)線上的周期、幅值基本相等，所以采用上面的方法無法消除或抑制。對(duì)共模干擾的抑制方法如下：

（1）采用雙差分輸入的差動(dòng)放大器，這種放大器具有很高的共模抑制比。

（2）把輸入線絞合，絞合的雙絞線能降低共模干擾，由于改變了導(dǎo)線電磁感應(yīng)e的方向，從而使其感應(yīng)互相抵消。

（3）采用光電隔離的方法，可以消除共模干擾。

（4）使用屏蔽線時(shí)，屏蔽層只一端接地。因?yàn)槿魞啥私拥?，由于接地電位差在屏蔽層?nèi)會(huì)流過電流而產(chǎn)生干擾，因此只要一端接地即可防止干擾。

無論是為了抑制常態(tài)干擾還是抑制共模干擾，都還應(yīng)該做到以下幾點(diǎn)：

（1）輸入線路要盡量短。

（2）配線時(shí)避免和動(dòng)力線接近，信號(hào)線與動(dòng)力線分開配線，把信號(hào)線放在有屏蔽的金屬管內(nèi)，或者動(dòng)力線和信號(hào)線分開距離要在40cm以上。

（3）為了避免信號(hào)失真，對(duì)于較長距離傳輸?shù)男盘?hào)要注意阻抗匹配。

5．在使用以單片機(jī)、PLC、計(jì)算機(jī)等為核心的控制系統(tǒng)中，編制軟件的時(shí)候，可以適當(dāng)增加對(duì)檢測(cè)信號(hào)和輸出控制部分的軟件濾波，以增強(qiáng)系統(tǒng)自身的抗干擾能力。

總結(jié)

干擾的分布參數(shù)是很復(fù)雜的，因此在抗干擾時(shí)，應(yīng)當(dāng)采用適當(dāng)?shù)拇胧纫紤]效果，又要考慮價(jià)格因素，還要因現(xiàn)場情況而定。采用的措施只要能解決問題即可，往往過多的抗干擾措施有可能會(huì)產(chǎn)生額外的干擾，具體情況具體解決。

審核編輯 黃宇