论文部分内容阅读
近期我茌平台图像声音出现严重干扰现象，具体表现为图像出现不规律横线，伴音出现刺耳的高频噪音，通过查阅大量的文献资料以及自己掌握的微薄知识，分析得出应该是电源系统遭受到高频（变频）污染所制。
1变频原理如下
一台变频器（Variable-frequency Drive，VFD）由主控电路、外部输入输出电路、驱动电路、整流电路、直流回路、逆变电路以及、检测保护电路等构成。工作时首把输入的三相交流电由整流电路转换成直流电，然后通过整流器和逆变器之间的直流回路连接，控制电路根据用户需要的调速指令来命令驱动电路控制逆变器的输出，最后将直流电流转换成频率和电压可变的三相交流电。
2变频器产生多次谐波原理
大多变频器的电路一般为交流—直流—交流相互转换，变频器工作时从交流电源引入了部分非正弦的电流。因为变频器的输入整流器在把交流转换为直流时产生的。
（1）输入整流器从三相交流电源中依次引入交变电流。引入的电流有些是非正弦波的，而是在整流器转换过程中产生了部分畸变。这就意味着电源电流波形包含了部分谐波，畸变的波形可以分解为一组谐波分量。因为电源是一个对称的标准三相电源，而整流部分又是一个开环不可控的，所以谐波的“次”数是一定的。
（2）输出逆变器把直流电经滤波及晶体管开关元件IGBT逆变为用户需要的频率电压可自由调整的调的交流电。在逆变输出直流电路中，输出电流变成了受PWM（载脉冲宽度调制）波信号调制的脉冲波形。对于GTR大功率逆变器件，PWM（载脉冲宽度调制）的载波频率为二到三赫兹，而GBT逆变元件的PWM载（载脉冲宽度调制）频能达到达15赫兹。输出回路电流也可以分解为只含正弦波的基波和各次谐波，主要谐波次数为第一次基波，五次谐波、七次谐波、11次谐波、第13次谐波；频率分别为50、250、350、550、650赫兹。从逆变器的工作机理能够看出变频器的大部分谐波和干扰都是在逆变过程中产生出来的的，高次谐波除了对负载有着直接干扰外，还可以通过电缆向周围空间辐射，干扰邻近电气设备。
3抑制谐波干扰的办法
变频器的核心主要是电力电子开关通断从而产生需要的SPWM信号或者PWM（载脉冲宽度调制）。但是这种脉冲信号边沿很陡它可以产生很强的电磁辐射，在输出负载电路中就会变现更明显。它们会以各种方式把自已的能量向外传播，从而干拢周边设备的正常工作，对电源造成污染。
谐波的传播途径大致为两种，一种是传导，另一种是辐射。
对此我们常用方法如下：
（1）变频器和其控制的电动机连接电缆敷设应穿铁管或着采用用铠装电力电缆，和其所需的弱电控制线分开敷设，要保持40厘米以上的距离，避免产生相互干扰。
（2）变频系统的供电电源要和其他设备的电源相互独立，在变频器和其他用电设备的输入端加装隔离变压器，从而切断谐波电流。
（3）变频器所需的信号线应该采用屏蔽线，布线时与变频器主回路控制线间隔20厘米以上的距离，避免产生辐射干扰。
（4）变频器可以采用工作接地专用接地线系统，把设备的外壳、机架、屏蔽网、信号线屏蔽层，可靠接地从而确保设备工作地电位为零电位。邻近其他电气设备的地线必须与变频器配线分开安装。只有这样这样才能较为有效的抑制电流谐波对邻近其他设备的辐射干扰。工作接地系统中的导体存在趋肤效应。为给宽频带干扰信号提供一个低阻返回大地的路径，要求工作接地系统的对地电阻小于1欧姆。施工时应注意机壳、电缆屏蔽层及电动机外壳三者必须要做到可靠连接地。
（5）另外还可以在输入端加装电抗器，为了尽可能的阻止干扰信号源。一般可以采用无源电抗器，帮助吸收大负荷设备使用时产生的浪涌电压。2%阻抗进线电抗器通常已足以能够吸收浪涌电压。另外它还能保护变频器直流回路中的电容器不至于过热和由于吸收浪涌漏电压，从而延长设备的使用寿命，同时还可以增加电源阻抗。通过计算得知4%阻抗进线电抗器最能够减小产生的多次谐波频率的电流，而且它还能使干拢信号不会通过地线传播而被反射回干扰源。
1变频原理如下
一台变频器（Variable-frequency Drive，VFD）由主控电路、外部输入输出电路、驱动电路、整流电路、直流回路、逆变电路以及、检测保护电路等构成。工作时首把输入的三相交流电由整流电路转换成直流电，然后通过整流器和逆变器之间的直流回路连接，控制电路根据用户需要的调速指令来命令驱动电路控制逆变器的输出，最后将直流电流转换成频率和电压可变的三相交流电。
2变频器产生多次谐波原理
大多变频器的电路一般为交流—直流—交流相互转换，变频器工作时从交流电源引入了部分非正弦的电流。因为变频器的输入整流器在把交流转换为直流时产生的。
（1）输入整流器从三相交流电源中依次引入交变电流。引入的电流有些是非正弦波的，而是在整流器转换过程中产生了部分畸变。这就意味着电源电流波形包含了部分谐波，畸变的波形可以分解为一组谐波分量。因为电源是一个对称的标准三相电源，而整流部分又是一个开环不可控的，所以谐波的“次”数是一定的。
（2）输出逆变器把直流电经滤波及晶体管开关元件IGBT逆变为用户需要的频率电压可自由调整的调的交流电。在逆变输出直流电路中，输出电流变成了受PWM（载脉冲宽度调制）波信号调制的脉冲波形。对于GTR大功率逆变器件，PWM（载脉冲宽度调制）的载波频率为二到三赫兹，而GBT逆变元件的PWM载（载脉冲宽度调制）频能达到达15赫兹。输出回路电流也可以分解为只含正弦波的基波和各次谐波，主要谐波次数为第一次基波，五次谐波、七次谐波、11次谐波、第13次谐波；频率分别为50、250、350、550、650赫兹。从逆变器的工作机理能够看出变频器的大部分谐波和干扰都是在逆变过程中产生出来的的，高次谐波除了对负载有着直接干扰外，还可以通过电缆向周围空间辐射，干扰邻近电气设备。
3抑制谐波干扰的办法
变频器的核心主要是电力电子开关通断从而产生需要的SPWM信号或者PWM（载脉冲宽度调制）。但是这种脉冲信号边沿很陡它可以产生很强的电磁辐射，在输出负载电路中就会变现更明显。它们会以各种方式把自已的能量向外传播，从而干拢周边设备的正常工作，对电源造成污染。
谐波的传播途径大致为两种，一种是传导，另一种是辐射。
对此我们常用方法如下：
（1）变频器和其控制的电动机连接电缆敷设应穿铁管或着采用用铠装电力电缆，和其所需的弱电控制线分开敷设，要保持40厘米以上的距离，避免产生相互干扰。
（2）变频系统的供电电源要和其他设备的电源相互独立，在变频器和其他用电设备的输入端加装隔离变压器，从而切断谐波电流。
（3）变频器所需的信号线应该采用屏蔽线，布线时与变频器主回路控制线间隔20厘米以上的距离，避免产生辐射干扰。
（4）变频器可以采用工作接地专用接地线系统，把设备的外壳、机架、屏蔽网、信号线屏蔽层，可靠接地从而确保设备工作地电位为零电位。邻近其他电气设备的地线必须与变频器配线分开安装。只有这样这样才能较为有效的抑制电流谐波对邻近其他设备的辐射干扰。工作接地系统中的导体存在趋肤效应。为给宽频带干扰信号提供一个低阻返回大地的路径，要求工作接地系统的对地电阻小于1欧姆。施工时应注意机壳、电缆屏蔽层及电动机外壳三者必须要做到可靠连接地。
（5）另外还可以在输入端加装电抗器，为了尽可能的阻止干扰信号源。一般可以采用无源电抗器，帮助吸收大负荷设备使用时产生的浪涌电压。2%阻抗进线电抗器通常已足以能够吸收浪涌电压。另外它还能保护变频器直流回路中的电容器不至于过热和由于吸收浪涌漏电压，从而延长设备的使用寿命，同时还可以增加电源阻抗。通过计算得知4%阻抗进线电抗器最能够减小产生的多次谐波频率的电流，而且它还能使干拢信号不会通过地线传播而被反射回干扰源。