选煤厂变频器抗干扰问题及其应对策略

（中国神华神东煤炭集团洗选中心，陕西 神木 719315）

摘要：通过调查研究表明，在应用变频器的过程中往往会出现严重的干扰问题，对自动化系统的正常运行造成了较大的影响，需要引起人们足够的重视，进行综合研究，采取一系列有针对性的应对措施，以解决干扰问题。文章简要分析了选煤厂变频器抗干扰问题和应对策略，希望可以提供一些有价值的参考意见。

关键词：选煤厂；变频器；抗干扰；隔离；滤波；接地；屏蔽

中图分类号：TD948文献标识码：A文章编号：1009-2374（2014）21-0063-02随着时代的发展和社会经济的进步，特别是电子技术的日趋成熟，变频器被广泛应用到选煤厂中。在具体的实践过程中出现了较大的干扰问题，如果不及时采取有针对性的应对策略，将会有失真问题出现于PLC检测的模拟量以及开关量等弱点信号中，甚至设备误动作还会出现，甚至整个选煤厂自动化系统的正常运行都无法得到保证。

1变频器产生干扰的原因

具体来讲，变频器的工作原理指的是经过整流和滤波，用稳定的直流电压来替代工频交流电压，而这些直流电压在变频器内部集成微处理器的作用下，通过可控硅电路，又会转换为交流电压。在这个过程中，就会有高次谐波产生于二极管、可控硅等开关元件有规律的开通和关断环节中。因为有很多高次谐波成分存在于变频器的输入侧和输出侧，因此，相对于系统内的其他电子设备和通讯设备，非常大的一个电磁干扰源就是变频器，它会通过各种方式来传播自身能量，干扰到自身运行和其他的设备。

2变频器产生的干扰及其抑制措施

通常情况下，可以用电子设备的干扰和通信设备的干扰两种情况来划分变频器产生的干扰。为了防止干扰，可以将硬件抗干扰措施和软件抗干扰措施给应用过来；指导仿真是对干扰源进行抑制和消除，将干扰对系统的耦合通道给切断，促使系统对干扰信号的敏感性得到降低。具体来讲，包括以下方面的内容：

2.1隔离

隔离指的是隔离干扰源和容易受到干扰的部分，促使它们不会发生电的联系。电子设备和通讯设备的供电通常由隔离变压器来完成，还可以将信号隔离器应用到其他的一些弱点信号中。

2.2滤波

滤波是为了对变频器通过电源线产生干扰进行抑制。具体有这些方法，在电源并驱动电动机中接入变频器，会有高次谐波产生于工作过程中，影响到电源侧和电网上的其他设备。针对这种情况，就可以将交流电抗器接入到输入侧，因为交流电抗器的平滑高频扰动性能较强，可以对谐波电流进行有效的抑制。为了促使变频器干扰得到降低，可以将交流过滤电容器应用在输入侧，以便对无线电干扰进行降低；需要注意的是，不能够在变频器的输出侧连接电容器。另外，可以将无线电干扰抑制零相电抗器应用到输入侧和输出侧，那么就可以得到较好的抑制效果。如果变频器和电机之间有着较长的主回路电缆，那么就会有较大的高频电流产生于电线间的分布电容中，可能会导致变频器过电流跳闸问题的出现，增加漏电流，影响到电流显示精度。针对这种情况，就需要对电动机连线长度严格控制，保证其在50m以下，如果是3.7kW以上，那么就需要保证在100m以下。有着过长的连线，将电路滤波器应用过来，可以对电缆长度适当延长，保证在400m以下。通过电路滤波器的应用，可以避免电机绝缘受到变频器浪涌电压的损伤。可以促使多台电动机并列运行和长距离配线时的漏电得到降低。如果有着过长的配线，可以对干扰进行有效的抑制。如果条件允许，需要对变频器和电动机之间的连接线长度进行最大限度的减短。直流电抗器也是非常有效的措施，在直流电抗器连接端子串联，可以对输入高次谐波电流进行有效的降低，对输入侧功率因数进行改进。

2.3屏蔽和接地

通过相关的试验表明，线路传导是变频器干扰现场仪表和通讯设备的主要途径。需要穿钢管铺设变频器到电机之间的动力电缆，也可以将铠装电缆应用过来。如果应用铠装电缆，那么就需要在变频器和电机接地分别连接电缆两端的屏蔽层，采用钢管铺设的方式，也需要保证接地的可靠性。一般将屏蔽电缆作为控制变频器的信号电缆，因为外部噪声会影响到这个信号，那么就需要尽量缩短布线距离。通常情况下，靠近变频器的电缆屏蔽层都会连接接地极，但是如果有较大的外部感应干扰，就需要连接模拟量输入公共端子。需要悬空远离变频器的电缆屏蔽层。此外，还需要充分重视电缆备用芯线接地，它可以在较大程度上降低高次谐波电压干扰。通常将屏蔽电缆或者屏蔽铠装电缆作为传感器、接近开关等弱电流、弱电压信号用的控制电缆，电缆屏蔽层的接地可以划分为单端接地和双端接地两种形式，一般情况下，双端接地可以对变频器的干扰产生有效的抑制作用。四线制传感器往往会较大程度上受到干扰的影响，那么就可以连接传感器的负极、PLC模拟量输入模块的负极以及模拟量模块，并且在接地极连接。因为有专用的接地端子存在于变频器本身，那么为了保证安全，对噪声进行减少，就需要保证变频器接地端子能够良好接地。选择较粗和较短的接地线。

2.4正确安装

不能在同一个配线管或者行线槽内放置主电缆和控制电缆，要严格控制控制电缆和动力电缆的间距，保证其不小于20cm，如果控制电缆需要交叉动力电力，那么布线角度应该保持在90°。如果在某些区域无法分离主电缆和控制电缆，或者只有较小的距离，那么就需要屏蔽控制电缆。屏蔽措施是在接地的金属管内封入电缆；在接地的金属通道内放置电缆，将屏蔽电缆应用过来等。电缆长度会直接影响到电磁感应干扰的大小，那么就需要选择最短的路线来对控制电缆进行铺设。同时，铺设的路线也需要与大容量变压器和电机等尽量远离。在排列布置配电柜时，需要尽可能远离变频器控制柜和PLC控制柜。

还有其他的一些软件措施，比如利用延时来将信号抖动消除掉，在研究中发现，在电磁干扰和振动环境中，因为抖动，会有错误信号存在于压力传感器和接近开关中，那么就可以延时输入的模拟信号和数字信号，比如输入信号持续1s以上，再读入PLC中作为数据。如果信号持续在1s以下，那么就可以将其认为是干扰，那么误动作就不会出现。

3结语

通过上文的分析可以得知，许多因素都会导致变频器出现干扰问题，严重影响自动化系统的正常运用。针对这种情况，需要相关的技术工作人员结合现场情况找出干扰产生的原因，采取有针对性的应对策略，彻底解决干扰问题，促使选煤厂自动化系统能够正常稳定的运行，提高生产效率。

参考文献

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作者简介：韩喜龙（1985—），河北石家庄人，供职于中国神华神东煤炭集团洗选中心，研究方向：调度。

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