【摘要】变频器技术的应用越来越广泛，但变频系统的电磁干扰比较严重。本文主要介绍变频器应用系统中电磁干扰产生的来源、传播途径及其一直干扰的具体措施，对比传统的方案，从源头采用新材料，新技术，通过阻抗频率特性的原理，从根本上解决干扰问题。
　　【关键词】共模轭流;变频;电磁干扰
　　一、引言
　　电机交流变频调速技术是当今节电、改善工艺流程以提高产品质量和改善环境，但变频系统的应用同时也带来比较严重的电磁干扰，相应的抗干扰技术变的更加重要。变频系统的干扰有时能直接造成系统的硬件损坏，或者使微处理器的系统程序运行失控，造成设备和生产事故。
　　二、主要电磁干扰源分析
　　电磁干扰（EMI），是以外部噪声和无用信号在接收中所造成的电磁干扰，通常是通过电路传导和以场的形式传播的。变频器的整流电路对电网来说是非线性负载，它所产生的谐波会对同一电网的其他电子、电气设备产生谐波干扰，共模电压的为输出每相相电压之间的函数关系，共模电压与输出相电压有极大关系，因变频器的逆变器大多采用PWM技术工作，当其工作于高速开关切换（△u/△t）时，变频器的开关管产生大量噪声，通过耦合、传导、辐射等方式在整个系统中溃散。因此，变频器对系统内其他的电子、电气设备来说是一个电磁干抚源。电网中的谐波干扰主要通过变频器的供电电源干扰变频器。产生共模电流有三个原因：
　　1.外界电磁场在电缆中所有导线上感应出来的电压（这个电压相对于大地是幅值相同相位相同），产生共模电流。
　　2.电缆两端的设备所接的地电位不同，地电位的驱动下产生电流。
　　3.设备上的电缆与大地之间的电位差，電缆上会有共模电流。
　　当电路不平衡时，共模电流会转变为差模电流，对电路直接产生干扰影响。差模电流流过电路中的导线环路时，引起差模辐射，向空间辐射或接收磁场，必须限制环路的大小和面积。
　　三、电磁干扰传播方式
　　变频器能产生功率较大的谱波，对系统其他设备干扰性较强，干扰途径主要分以下三种传播方式。
　　1.电路传导是通过阻抗耦合或接地回路耦合将干扰传入其他电路。传播途径：接自工业低压网络的变频器所产生的干扰信号将沿着配电变压器进入中压网络，并沿着其它的配电变压器最终又进入民用低压配电网络，使接自民用配电母线的电气设备成为远程的受害者。
　　2.电磁辐射是以电磁波方式向空中辐射，变频器如果不是处在一个全封闭的金属外壳内，可以通过空间向外辐射电磁液。其辐射场强取决于干扰源的电流强度、装置的等效辐射阳抗以及干扰源的发射频率。变频器的整流桥对电网来说是非线性负载，产生的谐波对接入同一电网的其它电子、电气设备产生谐波干扰。
　　3.感应耦合是介于辐射与电路传导之间的第三条传播路径。当干扰源的频率较低时，干扰的电磁波辐射能力相当有限，而该干扰源又不直接与其他导体连接，但此时的电磁干扰能量可以通过变频器的输入、输出导线与其相邻的其他导线或导体产生感应耦合，在邻近导线或导体内感应出干扰电流或电压。
　　四、抗电磁干扰的措施
　　根据电磁性的基本原理，形成电磁干扰须具备电磁干扰源、电磁干扰传播途径、对电磁干扰敏感的系统等三个要素，可采用硬件和软件的抗干扰措施。其中，硬件抗干扰措施在工程上可采用隔离、滤波、屏蔽、接地等方法。
　　1.隔离。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免电路传导干扰，电源隔离变压器可应用噪声隔离变压器。
　　2.滤波。在变频器输出侧可设置输出滤波器。为减少对电源的干扰，可在变频器输入侧设置输入滤波器。若线路中有敏感电子设备，可在电源线上设置电源噪声滤波器，以免电路传导干扰。
　　3.屏蔽。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，特别是以外部信号控制变频器时，信号线尽可能短（一般为20m以内），且信号线采用双芯屏蔽，并与主电路及控制回路完全分离，不放于同一配管或线槽内，周围电子敏感设备线路同时屏蔽。为使屏蔽有效，屏蔽罩必须可靠接地。
　　4.接地。抑制噪声和防止干扰的重要手段。良好的接地方式可在很大程度上抑制内部噪声的耦合，防止外部干扰的侵入，提高系统的抗干扰能力。变频器的接地方式有多点接地、一点接地及经母线接地等几种形式。
　　5.共模扼流模块。电流流通总是沿着阻抗最低的方向流通，对于系统中的共模干扰形成电流也是同样沿着阻抗最小的方向流通，共模电流流通的四条路径，在产生源头设置安装共模扼流模块，滤除谐波噪声。只需管控扼流模块的尺寸和温度即可以安装使用，实现消除谐波实现抗干扰的功能，且免维护。实际中安装，仅需要安装固定在输入和输出三相电缆上即可实现功能。共模扼流模块它具有1KHz～120MHz的阻抗，当频率越高，所对应的阻抗越高，那么对相应的滤除谐波的效果更好。它通过电磁感应原理，变频器中产生的高频△u/△t通过辐射、传导、耦合寄生在系统内，通过电缆等导体传输产生高频的电压，高频的电压产生高频的共模电流，通过麦克斯韦方程组，变化的电流产生变化的电场，变化的电场在共模扼流模块中产生变化的磁场。产生的磁场后，磁化相位滞后，磁芯磁化或反磁化的过程中，磁化状态并不是随磁化强度变化而立即变化，有个滞后时间，滞后效应便是引起剩余损耗;变化的磁场在工作时会形成磁滞伸缩，模块中产生磁滞损耗;电流在磁场中形成涡流效应，产生涡流损耗;这三者之和即为模块损耗，通过损耗发热，达到消除谐波实现抗干扰的功能。通过实际中测试谐波大小，加装共模扼流模块，谐波各个频段都明显下降，共模电流值由13.8A降低到4.9A，改善64.5%，大大降低了共模干扰的危害。
　　五、结束语

　　对比5种抗干扰方案，共模扼流模块在变频驱动系统的抗干扰的应用中，效果最为显著，提高整个生产系统的稳定性，降低维护成本，提高整个系统的可靠性，保障整个生产能够稳定运行。通过分析石油化工中的变频调速系统中存在的干扰源，提出通过设计设置抗干扰环节，注意安装工艺等实际方法，克服和抑制各种干扰。随着变频器抗干扰技术的发展和工业现场、社会环境对变频器的要求不断提高，变频器的干扰和抗干扰问题可通过新材料，新方案得到了很大程度的解决。