摘要：針對變頻器工作時產(chǎn)生的干擾引起PLC絞車控制系統(tǒng)誤動作及顯示不正確的現(xiàn)象，分析及討論了變頻器產(chǎn)生干擾的原因及干擾方式，并提出了相應(yīng)的處理方式，可以有效解決變頻器對PLC絞車的干擾問題，保障了安全生產(chǎn)。

　　關(guān)鍵詞：變頻絞車;PLC絞車;變頻器干擾

　　Abstract: based on the frequency converter work of the interference caused by PLC winch control system misoperation and display incorrect phenomenon, to analyze and discuss the cause of the converter produce interference and interference mode, and puts forward the corresponding processing mode, can effectively solve the frequency converter to PLC winch interference problem, guarantees the safety in production.

　　Keywords: frequency conversion winch; PLC winch; Converter interference

　　中圖分類號： TN773 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：2095-2104(2013)

　　隨著變頻器等電力電子裝置的在煤礦生產(chǎn)的廣泛使用，系統(tǒng)的電磁干擾日益嚴(yán) 重，相應(yīng)的抗干擾設(shè)計技術(shù)已經(jīng)變得越來越重要。變頻器系統(tǒng)的干擾有時使儀器儀表顯示失靈，有時能直接造成系統(tǒng)的硬件損壞，從而造成設(shè)備和生產(chǎn)事故。因此，如何提高系統(tǒng)的抗干擾能力和可靠性是煤礦安全生產(chǎn)不可忽視的重要內(nèi)容。

　　筆者所在的公司有一工地就出現(xiàn)了由于變頻器產(chǎn)生的嚴(yán)重的繞問題，這個工地有兩臺提升機(jī)，一臺為普通高壓交流提升機(jī)，另一臺為低壓直流變頻提升機(jī)。當(dāng)變頻提升機(jī)運(yùn)行的時候，另一臺提升機(jī)的顯示系統(tǒng)出現(xiàn)了干擾信號，部分?jǐn)?shù)據(jù)顯示不正常，有時造成誤動。檢查這臺提升機(jī)各個系統(tǒng)后，發(fā)現(xiàn)并沒有問題。分析之后，發(fā)現(xiàn)可能是由于變頻系統(tǒng)的干擾導(dǎo)致的。

　　變頻器的整流橋?qū)﹄娋W(wǎng)來說是非線性負(fù)載，它所產(chǎn)生的諧波對同一電網(wǎng)的其它電子、電氣設(shè)備產(chǎn)生諧波干擾。另外變頻器的逆變器大多采用PWM技術(shù)，當(dāng)工作于開關(guān)模式且作高速切換時，產(chǎn)生大量耦合性噪聲。因此變頻器對系統(tǒng)內(nèi)其它的電子、電氣設(shè)備來說是一電磁干擾源。

　　變頻器的輸入和輸出電流中，都含有很多高次諧波成分。除了能構(gòu)成電源無功損耗的較低次諧波外，還有許多頻率很高的諧波成分。它們將以各種方式把自己的能量傳播出去，形成對變頻器本身和其它設(shè)備的干擾信號。

　　干擾信號的傳播方式

　　變頻器能產(chǎn)生功率較大的諧波，對系統(tǒng)其它設(shè)備干擾性較強(qiáng)，其干擾途徑與一般電磁干擾途徑是一致的，主要分傳導(dǎo)(即電路耦合)、電磁輻射、感應(yīng)耦合。具體為:首先對周圍的電子、電氣設(shè)備產(chǎn)生電磁輻射;其次對直接驅(qū)動的電動機(jī)產(chǎn)生電磁噪聲，使得電機(jī)鐵耗和銅耗增加;并傳導(dǎo)干擾到電源，通過配電網(wǎng)絡(luò)傳導(dǎo)給系統(tǒng)其它設(shè)備;最后變頻器對相鄰的其它線路產(chǎn)生感應(yīng)耦合，感應(yīng)出干擾電壓或電流。同樣，系統(tǒng)內(nèi)的干擾信號通過相同的途徑干擾變頻器的正常工作。

　　(1)電路耦合方式即通過電源網(wǎng)絡(luò)傳播。由于輸入電流為非正弦波，當(dāng)變頻器的容量較大時，將使網(wǎng)絡(luò)電壓產(chǎn)生畸變，影響其他設(shè)備工工作，同時輸出端產(chǎn)生的傳導(dǎo)干擾使直接驅(qū)動的電機(jī)銅損、鐵損大幅增加，影響了電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)特性。顯然，這是變頻輸入電流干擾信號的主要傳播方式。

　　(2)感應(yīng)耦合方式當(dāng)變頻器的輸入電路或輸出電路與其他設(shè)備的電路挨得很近時，變頻器的高次諧波信號將通過感應(yīng)的方式耦合到其他設(shè)備中去。感應(yīng)的方式又有兩種：

　　a電磁感應(yīng)方式，這是電流干擾信號的主要方式;

　　b靜電感應(yīng)方式，這是電壓干擾信號的主要方式。

　　(3)空中幅射方式即以電磁波方式向空中幅射，這是頻率很高的諧波分量的主要傳播方式。

　　PLC絞車是有很多傳感器及顯示儀表等，高次諧波對PLC絞車的危害具體表現(xiàn)在以下幾個方面。

　　保護(hù)電器電流中含有的諧波會產(chǎn)生額外轉(zhuǎn)距,改變電器動作特性,引起誤動作,甚至改變其操作特性,或燒毀線圈。計量儀表因為諧波會造成感應(yīng)盤產(chǎn)生額外轉(zhuǎn)矩,引起誤差,降低精度,甚至燒毀線圈。電力電子設(shè)備通常靠精確電源零交叉原理或電壓波形的形態(tài)來控制和操作,若電壓有諧波成分時,零交叉移動、波形改變、以致造成許多誤動作。監(jiān)視計算機(jī)和一些其它電子設(shè)備,通常要求總諧波電壓畸變率(THD)小于5%,且個別諧波電壓畸變率低于3%,較高的畸變量可導(dǎo)致控制設(shè)備誤動作,進(jìn)而造成生產(chǎn)或運(yùn)行中斷,導(dǎo)致較大的經(jīng)濟(jì)損失。高頻諧波電流會在電纜中引起集膚效應(yīng),產(chǎn)生額外溫升增加銅耗。特別是零序的3次諧波電流在中性線中是相互疊加的,使供電系統(tǒng)中的中性線電流很大,有的中性線上的電流還會超過相電流,使中性線發(fā)熱,加速絕緣層老化,甚至引起火災(zāi)。此外當(dāng)中性線上有較大的諧波電流時,導(dǎo)線的阻抗能產(chǎn)生大的中性線電壓降,干擾各種微電子系統(tǒng)的正常工作。

　　針對干擾源及傳播方式，可以采取以下措施。

　　現(xiàn)在提升機(jī)房的控制系統(tǒng)和儀表等都安裝在鐵質(zhì)柜子內(nèi)部，是很好的屏蔽，而且現(xiàn)在大部分工地的廠房都是彩鋼房，加強(qiáng)了屏蔽的效果。所以變頻器產(chǎn)生的電磁輻射干擾對設(shè)備產(chǎn)生的影響可以忽略不計。

　　主要的是要從電路上把干擾源和易受干擾的部分隔離開來，使它們不發(fā)生電的聯(lián)系。在變頻調(diào)速傳動系統(tǒng)中，通常是電源和放大器電路之間電源線上采用隔離變壓器以免傳導(dǎo)干擾，電源隔離變壓器可應(yīng)用噪聲隔離變壓器。

　　兩臺絞車分別單獨(dú)接地，有效的接地會使干擾明顯降低。

　　通過分析變頻器在使用中產(chǎn)生的干擾及傳播途徑，提出了解決辦法，為煤礦安全建設(shè)提供保障。

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