发表于：2010/3/9 12:24:17
#0楼
随着通用变频器市场的日益繁荣，其年用量愈日剧增，但是，变频器在不同的运行条件下还存在一些不
尽人意的地方，导致其使用寿命缩短及其附属设备的安装、调试、日常维护及维修工作量也相应增加，
从而给用户造成了重大的直接和间接经济损失。现从变频器的应用环境、电磁干扰与抗干扰、电网质量
等方面进行了分析，提出了使用变频器时应注意的问题及相应的改进建议，相信这对提高变频器使用寿
命会有显著的效果。
1 电磁干扰对变频器的影响
在现代工业控制系统中，多采用微机或者PLC 控制技术，在系统设计或者改造过程中，一定要注意变频
器对微机控制板的干扰问题。变频器受外界干扰来源如图1 所示，由于用户自己设计的微机控制板一般
工艺水平差，不符合EMC国际标准，在采用变频器后，产生的传导和辐射干扰，往往导致控制系统工作异
常，因此需要采取下述必要措施。
1)良好的接地。电机等强电控制系统的接地线必须通过接地汇流排可靠接地，微机控制板的屏蔽地，应
单独接地。对于某些干扰严重的场合，建议将传感器、I/0接口屏蔽层与控制板的控制地相连。
2)给微机控制板输入电源加装EMI滤波器、共模电感、高频磁环等，可以有效抑制传导干扰。另外，在辐
射干扰严重的场合，如周围存在GSM、或者小灵通基站时，可以对微机控制板添加金属网状屏蔽罩进行屏
蔽处理。
3)给变频器输入端加装EMI 滤波器，可以有效抑制变频器对电网的传导干扰，加装输入交流和直流电抗
器，可以提高功率因数，减小谐波污染，综合效果好。在某些电机与变频器之间距离超过100 m 的场合
，需要在变频器侧添加交流输出电抗器，解决因为输出导线对地分布参数造成的漏电流保护和减少对外
部的辐射干扰。一个行之有效的方法就是采用钢管穿线或者屏蔽电缆的方法，并将钢管外壳或者电缆屏
蔽层与大地可靠连接。值得注意的是在不添加交流输出电抗器时，如果采用钢管穿线或者屏蔽电缆的方
法，增大了输出对地的分布电容，容易出现过流。当然在实际应用中一般采取其中的一种或者几种方法
。
4)对模拟传感器检测输入和模拟控制信号进行电气屏蔽和隔离。在变频器组成的控制系统设计过程中，
建议尽量不要采用模拟控制，特别是控制距离大于1m，跨控制柜安装的情况下。因为变频器一般都有多
段速设定、开关频率量输入输出，可以满足要求。如果非要用模拟量控制时，建议一定采用屏蔽电缆，
并在传感器侧或者变频器侧实现远端一点接地。如果干扰仍旧严重，需要实现DC/DC隔离措施。可以采用
标准的DC/DC模块，或者采用对v/f转换光隔离,再采用频率设定输入的方法。
2 工作环境的影响
在变频器实际应用中，由于国内客户除少数有专用机房外，大多为了降低成本，将变频器直接安装于工
业现场。工作现场一般有灰尘大、温度高、湿度大的问题，还有如铝行业中有金属粉尘、腐蚀性气体等
等。因此必须根据现场情况做出相应的对策，如图2 所示。
1)变频器应该安装在控制柜内部。
2)变频器最好安装在控制柜内的中部；变频器要垂直安装，正上方和正下方要避免安装可能阻挡排风、
进风的大元件。
3)变频器上、下部边缘距离控制柜顶部、底部、或者隔板、或者必须安装的大元件等的最小间距，应该
大于300 mm。
4)如果特殊用户在使用中需要取掉键盘，则变频器面板的键盘孔，一定要用胶带严格密封或者采用假面
板替换，防止粉尘大量进入变频器内部。
5)在多粉尘场所，特别是多金属粉尘、絮状物的场所使用变频器时，总体要求控制柜整体密封，专门设
计进风口、出风口进行通风；控制柜顶部应该有防护网和防护顶盖出风口；控制柜底部应该有底板和进
风口、进线孔，并且安装防尘网。
6)多数变频器厂家内部的印制板、金属结构件均未进行防潮湿霉变的特殊处理，如果变频器长期处于恶
劣工作环境下，金属结构件容易产生锈蚀。导电铜排在高温运行情况下，会更加剧锈蚀的过程,对于微机
控制板和驱动电源板上的细小铜质导线，锈蚀将造成损坏。因此，对于应用于潮湿和和含有腐蚀性气体
的场合，必须对所使用变频器的内部设计有基本要求，例如印刷电路板必须采用三防漆喷涂处理，对于
结构件必须采用镀镍铬等处理工艺。除此之外，还需要采取其它积极、有效、合理的防潮湿、防腐蚀气
体的措施。
3 电网质量对变频器的影响
在冲击负载如电焊机、电弧炉、轧钢机等场合，电压经常出现闪变;在一个车间中，有多台变频器等容性
整流负载在工作时，其产生的谐波对于电网质量有很严重的污染，对设备本身也有相当的破坏作用，轻
则不能够连续正常运行，重则造成设备输入回路的损坏。可以采取下列的措施。
1)在冲击负载如电焊机、电弧炉、轧钢机等场合建议用户增加无功静补装置，提高电网功率因数和质量
。
2) 在变频器比较集中的车间，建议采用集中整流，直流共母线供电方式。建议用户采用12脉冲整流模式
。优点是谐波小、节能，特别适用于频繁起动、制动，电动机处于既电动运行与发电运行的场合。
3)变频器输入侧加装无源LC滤波器，减小输入谐波，提高功率因数，可靠性高，效果好。
4) 变频器输入侧加装有源PFC 装置，效果最好，但成本较高。
4 结语
从变频器实际应用系统中出现的问题出发，从外界因素的干扰、使用环境、电网质量等方面，有针对性
地提出了在实际应用中由于不良因素对变频器的影响，然后就此问题总结出一些解决问题的方法及改进
的建议，对于变频器延长使用寿命能起到很好的效果，在实际工程中应用有一定的参考价值。[
尽人意的地方，导致其使用寿命缩短及其附属设备的安装、调试、日常维护及维修工作量也相应增加，
从而给用户造成了重大的直接和间接经济损失。现从变频器的应用环境、电磁干扰与抗干扰、电网质量
等方面进行了分析，提出了使用变频器时应注意的问题及相应的改进建议，相信这对提高变频器使用寿
命会有显著的效果。
1 电磁干扰对变频器的影响
在现代工业控制系统中，多采用微机或者PLC 控制技术，在系统设计或者改造过程中，一定要注意变频
器对微机控制板的干扰问题。变频器受外界干扰来源如图1 所示，由于用户自己设计的微机控制板一般
工艺水平差，不符合EMC国际标准，在采用变频器后，产生的传导和辐射干扰，往往导致控制系统工作异
常，因此需要采取下述必要措施。
1)良好的接地。电机等强电控制系统的接地线必须通过接地汇流排可靠接地，微机控制板的屏蔽地，应
单独接地。对于某些干扰严重的场合，建议将传感器、I/0接口屏蔽层与控制板的控制地相连。
2)给微机控制板输入电源加装EMI滤波器、共模电感、高频磁环等，可以有效抑制传导干扰。另外，在辐
射干扰严重的场合，如周围存在GSM、或者小灵通基站时，可以对微机控制板添加金属网状屏蔽罩进行屏
蔽处理。
3)给变频器输入端加装EMI 滤波器，可以有效抑制变频器对电网的传导干扰，加装输入交流和直流电抗
器，可以提高功率因数，减小谐波污染，综合效果好。在某些电机与变频器之间距离超过100 m 的场合
，需要在变频器侧添加交流输出电抗器，解决因为输出导线对地分布参数造成的漏电流保护和减少对外
部的辐射干扰。一个行之有效的方法就是采用钢管穿线或者屏蔽电缆的方法，并将钢管外壳或者电缆屏
蔽层与大地可靠连接。值得注意的是在不添加交流输出电抗器时，如果采用钢管穿线或者屏蔽电缆的方
法，增大了输出对地的分布电容，容易出现过流。当然在实际应用中一般采取其中的一种或者几种方法
。
4)对模拟传感器检测输入和模拟控制信号进行电气屏蔽和隔离。在变频器组成的控制系统设计过程中，
建议尽量不要采用模拟控制，特别是控制距离大于1m，跨控制柜安装的情况下。因为变频器一般都有多
段速设定、开关频率量输入输出，可以满足要求。如果非要用模拟量控制时，建议一定采用屏蔽电缆，
并在传感器侧或者变频器侧实现远端一点接地。如果干扰仍旧严重，需要实现DC/DC隔离措施。可以采用
标准的DC/DC模块，或者采用对v/f转换光隔离,再采用频率设定输入的方法。
2 工作环境的影响
在变频器实际应用中，由于国内客户除少数有专用机房外，大多为了降低成本，将变频器直接安装于工
业现场。工作现场一般有灰尘大、温度高、湿度大的问题，还有如铝行业中有金属粉尘、腐蚀性气体等
等。因此必须根据现场情况做出相应的对策，如图2 所示。
1)变频器应该安装在控制柜内部。
2)变频器最好安装在控制柜内的中部；变频器要垂直安装，正上方和正下方要避免安装可能阻挡排风、
进风的大元件。
3)变频器上、下部边缘距离控制柜顶部、底部、或者隔板、或者必须安装的大元件等的最小间距，应该
大于300 mm。
4)如果特殊用户在使用中需要取掉键盘，则变频器面板的键盘孔，一定要用胶带严格密封或者采用假面
板替换，防止粉尘大量进入变频器内部。
5)在多粉尘场所，特别是多金属粉尘、絮状物的场所使用变频器时，总体要求控制柜整体密封，专门设
计进风口、出风口进行通风；控制柜顶部应该有防护网和防护顶盖出风口；控制柜底部应该有底板和进
风口、进线孔，并且安装防尘网。
6)多数变频器厂家内部的印制板、金属结构件均未进行防潮湿霉变的特殊处理，如果变频器长期处于恶
劣工作环境下，金属结构件容易产生锈蚀。导电铜排在高温运行情况下，会更加剧锈蚀的过程,对于微机
控制板和驱动电源板上的细小铜质导线，锈蚀将造成损坏。因此，对于应用于潮湿和和含有腐蚀性气体
的场合，必须对所使用变频器的内部设计有基本要求，例如印刷电路板必须采用三防漆喷涂处理，对于
结构件必须采用镀镍铬等处理工艺。除此之外，还需要采取其它积极、有效、合理的防潮湿、防腐蚀气
体的措施。
3 电网质量对变频器的影响
在冲击负载如电焊机、电弧炉、轧钢机等场合，电压经常出现闪变;在一个车间中，有多台变频器等容性
整流负载在工作时，其产生的谐波对于电网质量有很严重的污染，对设备本身也有相当的破坏作用，轻
则不能够连续正常运行，重则造成设备输入回路的损坏。可以采取下列的措施。
1)在冲击负载如电焊机、电弧炉、轧钢机等场合建议用户增加无功静补装置，提高电网功率因数和质量
。
2) 在变频器比较集中的车间，建议采用集中整流，直流共母线供电方式。建议用户采用12脉冲整流模式
。优点是谐波小、节能，特别适用于频繁起动、制动，电动机处于既电动运行与发电运行的场合。
3)变频器输入侧加装无源LC滤波器，减小输入谐波，提高功率因数，可靠性高，效果好。
4) 变频器输入侧加装有源PFC 装置，效果最好，但成本较高。
4 结语
从变频器实际应用系统中出现的问题出发，从外界因素的干扰、使用环境、电网质量等方面，有针对性
地提出了在实际应用中由于不良因素对变频器的影响，然后就此问题总结出一些解决问题的方法及改进
的建议，对于变频器延长使用寿命能起到很好的效果，在实际工程中应用有一定的参考价值。[
