伺服电机和变频驱动器中的电磁干扰消除探析.docx

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1、何服电机和变版驱动牌中的电磁干扰消除探析伺服电机和变频删动器几种排杏方法伺眼电机和变猊动器VFD）通常由两部分组成-电动机自身和覆动电动机的控制器（也叫做放大器，伺服瞅动器或逆变器），控制器和电动机之间通过电缆连接，控制器接收来自交流电流的功率.何服电机具有保持高精&特定位置的反馈电路.这意味着即使没有运动.伺眼电机仍然处于工作状态.变频驱动器（VFD）具有不同的工作方式-它们的速度由驱动信号的频率控制，这两种驱动器之间的共同点在于它们都由脓冲询制信号IpWM）飘动.图1为典型的变频明动甥设建框图.交流电源为变烦控制器馈电将其转换为脉冲信号郸动电动机.何服电机（图2加入了位置控制反馈.一种典型

2、的制造和机器工具少则有一个这样的驱动器.多则有20个这样的明动器,在许多问国与变疑驱动器和何R1.t电机相关.我们只关注部分问应得读者可以简单的在搜索引条上宜找变频胭动器，轴承，过电压和电租干扰以了解问胭的整个范用，并寻求解决方窠。脉冲驱动信号的特性为了减少设备成本，弱动脉冲逆变器乘用快速开关来疆动脓冲使其具有几纳秒的上升和下降时间，从而将这些信号的频谱扩展到几兆新兹.筒单地打开和关闭流入电机的电流比产牛.一个逐步加大和逐步减小的输出电压更为简单，更便宜和更有依。这些短边沿浜动脓冲是各种问遨的主要来源.如果控制器和电机之间的连接为适当的射短连接,例如,匹配猫人和输出阻抗，选择了适当的射频等级电

3、缆和类似设计，许多问区都不会存在.然而，设计电动机的目的不是正确传输信号，而是JS行机桢工作，因此很少考虑其高领信号特性，以下是由尖脓冲明动信号或相关引起的一些问题（顽序与重要性无关）电动机轴承携!S过电压和关联绝缘损坏电力线和地线中的高电平传导电极F扰地平面中岛电平电磁干扰电流引起的电气过段（EOS）同遨来自电缆的高水平辎射电破干扰机帔映声电动机过热消除伺服电机和变频驱动器中的电毡F扰何典，电动机轴承损S5让我们将电动机当作一个电子电路.符边沿陡的驱动脓冲作用在定于（即电动机底座的感应涔上.定子对转子具有强电容媒合（定子和转子大的金属发面之间间距很近）.虽然驱动脉冲的自身物率非常.低通常.不

4、高于20KHZ,并且不是考虑的正点驱动脉冲的尖锐边沿的高领成分从容性糖合中得到的阻抗很小,现在电动机的高频电压与第动脓冲边沿同步.这个电压反过来会引起电流通过唯路径即从转子到电动机粕承流到地平面.显示地电流是如何与驱动脉冲边沿完全同步的.轴承铜珠和釉承氐圈之间的连接经常是间断的，绝缘涧滑油的存在会加剧这个白SS,这会导致轴承中的电流产生电弧放电,从而产生EDM现象.电火花放电.基本上，电火花次会吞噬小片金属.这种现象广泛发生在其他原以加工的金刷部件上,这些金属部件具有球形轴承，而金属机械加工的机制基本相I可.然而.目的和怆出却大相轻庭.电火花在轴承中引起的EDM起源f小的蛆坑，或者麻点引起的不

5、连续，这会产生迸,步放电和危害.在轴上低至20OmV的电压也会产生电火花,虽然电动机上的塔应电压很商而达上万伏.一旦产生了附:点,它就会成为进一步放电的集中点.小干驱动脉冲和产生的放电每秒在每次电动机运行中会发生上千次，它持续时间不会很长从而不会对轴承产生永久性损坏.烛常见的问题之一是轴承凹槽，或称之为蹈道形放电器见图X（AB8）,这个向遨会传播，地终由于柏承故障造成电动机永久性损坏。这个问即很常见，并且自身没有表现出任何会消除的迹象.脉冲边沿过电压如果电动机控制器的输出阻抗，电动机的输入阻抗和连接电液的阻抗完全匹配，那么.第动脓冲完全是方波脉冲.但.是，电动机不足射频设备，没人鲁试进行阻抗兀

6、闻，而且如果人们尝试进行匹理它就不能工作了.失配会引起报玲和过我.图6显示了很轻的振性和过电压情况，虽然很多情况下过电压很容易就超过正常脉冲福度的60%红代为控制涔输出端的口接驱动信号；为电动机上经过3英尺（1米）电缆的相同信号,很明显这个过电压和振性只会通过轴承增加地电流，根据美国能源部7:“来向脉宽调制变颇器的最快上升冰冲可能会引起行害电流在轴承中流动,即使过电压不大”.过电压不仅会引起压筋的损害，还会压迫电缆和电动机内郃线圈的隔离层，除此以外,还会引起电压控制驱动电流投坏，电动机过热和噪音何明，这还没包括其他不严正的影响，这个问题己羿到广泛关注。IECTS6003425（与IE（TTS6

7、003417合并）声明采用标准绝缘的电动机终端的脉冲电质不能超过135OV,如果电动机终端的脓冲电乐上升时间低于0.8s.对于具有50ns上升/下降时间的脉冲.其容许的脉冲电压降到900V.NEMAMGI-2014还强调电磁干扰会引起轴承损坏和其他问8。设备的电梭干扰仅关注电动机损坏或变姣器/伺服电机上高频欢动信号过电压方面的问超是不幡的.电动机不是很独工作的-它们安装在设缶上，而这些设备可能时电动机产生的电磁干扰於忠.来自卵动器的高频干扰会引起：与电磁兼容规范不兼容干扰电子设备工作引起测Ift误差和引起传感器物出超误对敏感谀备产生电气过骤(EOS)盟动脉冲的产生会引起时电源电流消耗的巨大改变

8、，这反过来会产生高频传导发射，而这种发射反过来会返回电源中，在电源上使用电源浅泄波器是兼容性设计的主要方法,这是大多数何限/变频制造商推荐的方案.这有助于取得电磁兼容性.然而,目前没有电检兼容管理部门控制设备内电垓干扰,因为大多数管理部门更关注特定设名可能怎样影响到其他设备的运行。不能管理设备内电磁干扰，这使其会干扰到自身，尤其是当用户或集成商将传动设得与其它电子设需架成使用时。此时，不同设得的相互操作就不像一家公司单.独牛产那样进行了严格检查.大多数来自驱动器的内部电磁干扰向应是由驶动脉冲引起，并以来自驱动秒冲尖挑边沿的辎射发射干扰，设备地及设备框架上噪声的形式显现，设备走线上的感应传炉发射

9、很难泄除。如上所述，通过电动8U承的地电流会破坏设得的整个地系统，减小数据线中的信噪比.改变传感零中的信号,导致过程改变.有时甚至会引起生命成胁情况,如核磁共振中的霜误读数.有的研究表明中性点和地之间低至IV的电压可能引起设备故障.有些嬖动电缆和设盖地之间的容性相合会引起他噪声。来自伺服电机和变频器中的电磁干扰还可能羽起电气过裁。半导体和印刷电路板安装设备地之间的大电质差会将敏感设备次露在电气过载中.这经常引起立即或潜V的损坏.这种损坏会造成设备能够通过生产时的测试但在实际中很快就坏了，具体问SS就是地平面上的电磴干扰电压具行很低的输出阻抗,这会导致强电流功率，即使很低的电压差也会投坏设备。I

10、PGA610是卬桐电路板安装的最荔本标i限制应用到放塔设备上的电乐,特别是电动机的电磁干扰瞬态电汽特性会低至300mV.对于电子产品，从产出和可靠性方面考虑,EOS越来越重要.由变频器/伺服电机引起的电戡干扰测试你不能控制你无法测得的东西。这句话很有深意。完全为了由俄兼容目的的交流电源传导发射测试已广为人知,别处有深入的记毂,在此不再重红.而且,这部分所指的测试不是常规的电磁兼容管理部门进行的测试.而是奸时设备可靠性和操作性的曳要内容.轴承电流测试不用说,直接测试通过旋转轴承的电流至少不是现实的尝试.然而.通过测试驱动信号I可流路径中的电流是非常相关的测试，例如，测试控制器和电机胞线中的电漉-

11、基本前提是通过轴承的电流必现要流回起点-电机控制器，回路路径通过地设(有时设计成PE电源地)。虽然有些仅仅是定子绕组和地电机壳之间的容性高频电流路径，它与流过轴承的电流相比微不足道.因此测试地域中的高频电流足以估计流过轴承的电流.这些电机通常具有三根驱动线，但不排除设计了U,V和W以及地线G或者有时设计为电源地.地线上的宽带电流探头通过轴承返回电流.图8H示了通过地统的典型电流，该电流通过Tektronix电流探头CTI测得，这个探头具行5mVmA的敏感度.本文中的电流测试都按照此方法进行.如图所示.峰假电流为1.72A-值比较大.这个峰值电流用于100oO次/S的轴承，注意到即使没有运动，伺

12、眼电机仍然处于工作状态-仅仅保持它的位置，不足为奇，它可能造成轴承的损坏，以及其他一些不想要的效应干扰设备运行和引起电气过战，在此我们进入到读者必须要注意的安全方向的内容,因为驱动信号可能具有高电压（高达480V）强电流功率.暴物在这样的电压中可能引起伤害或死亡.如果你不熟悉工作在高压线环境中，你应该推迟测试它的连接部分，或者至少经过专索的适当培训。你需要一个电池供电的示波器，其带宽至少为200MHZ（更高的带宽没有fE何好处，以及一个100：1的高电汽示波器探头.注意不可以使用短谓仪.交流供电的示波岩会由于JC连接到公共地而产生地网路.而I1.注意到常规的10：1探头对驱动信号的衰减不足以防

13、止钳制信号。如果你设置示波器的伯，你衢要将它的输入设置为1兆欧而不是50欧的，因为高电压和低阻抗配合不好，这点至关重要。这还可能给信号引入小的振铃，但这比损坏示波涔要好.在大多数电机控制器中,你可能找到标记为U.V和W的终端-它们输出到电机中.将探头地和控制器地，探头尖端及U,V和W终端连接在一起，可能还需要适当延长，这取决于终端结构，示波器探头的地应该连接到控制器地的终端，控制器地终给紧邻U,V和W终端.基于示波海设置数次测知时间有助于捕捉驱动脉冲,瞅冲上升沿和脓冲下降沿.你可能会期侍在商品册出机控制涔终端上会出现方波驱动信号，在电机上的测试更为难办，由于终然及一些很难获取的何咫，这看起来经

14、常几乎是不可能办到的，但如果有设备专家的帮助这也许可能办到。确保示波器探头的地夹连接到电机的接地端,而不是别的地方.否则冽试结果会大大折扣.消除受领器/伺服电机的电松干扰问胭球后，以上描述的所有问题都由胆动脓冲的尖锐边沿所引起,因此,解决此类问卷需要改变脓冲边沿以便上升和下降时间都足好慢,以免定子和转子之间的容性朋合成为主要的导电路径，同时还能保证电动机的性能.优化走戏，改变通过轴承的电流路径或者同时阻塞跖径，是共解演方案，脓宽调制.第动电机的问题不是一个新问即，而是广泛的问题有很多解决方案，我初将在后述章节介绍。鉴于这个何起的广泛性和它的经济影响.对于电动机用户有很多可用的解决方窠.各种方案

15、具有不同的有效性.对于变频器和伺服电机问时的预防方法就很好-建议用户在选择电动机问JS解决方案时注意实际技术分析与大局销售广告，走线优化毋庸置疑,相比长的电覆.短的电动机电缆提供更小的振悻和更少的发射.与其他电缆分离布置的电缆对其他导体产生更小的电压和电流.正确连接的屏蔽（铜网编织）有助于减小来自脉冲边沿的电磁场，对于变频器和向眼电机有许多特殊制造的电缆,控制器和电动机之间更好的电缆是那种具有足峥厚度适当屏蔽的电缆（铜网煽织屏融体.有的电续各相都具行独立的地线,这进一步减小了振聆.不建议用户使用不是专门用于变腕器的常规电缆的电缆,因为这可能加剧问题。绝缘轴承阻止轴承中高短电流的方法之一足使轴承

16、处于非导电状态.陶瓷涂层的轴承与电动机电气绝缘井旦不会在电动机和地之间形成直流连接.依然存在通过陶在涂层的容性相会，然而此时产生的电流远小于其他连接情况下的电流，涂层轴承主要关注轴承损坏何烟，而不是其他诸如来自电缆电横干扰，完整性方面的问鹿。关于涂层釉承的其他挑战在于它们需要为每种轴进行设计,并且在电动机两边都需要使用它,这会影响成本和安装.通过容性耦合.电动机负载会共享转子上的高扬电压，导致轴承上产生破坏性电流.轴接地另一个机械斛决方案是采用特殊的电刷或其他电气连接将电动机的轴接地,这翦本上将高频电流短路到地旁路轴承上0就像绝缘轴承一样.这些解决方案只关注减小轴承损坏,以及减小导电连接负驶上

17、的电压.然而，它们在设备地完整的地方仍然会留下高频电流，产生与驱动信号脉冲相关的电破干扰何时，.任何机械解决方案都需要进行周期性掾伐，如果需要的话，进行修复或替换。通常，旁路在接需要安装在电动机轴的两端,并需要为特定的电动机类型进行定制.当使用轴接地连接或电蒯时,为了保护设备你必须要蒋电动机地连接到负我地上.铁软体毡芯环与典型的铁氧体横芯应用类似，宜于三个电动机骤动线上（U,V和W）的简单铁氧体环能此提供行限的共模抑制.然而,考虑到安装的简单性和相对低的成本,有时稍微一点改进就己羟足够.用于这个目的帙氧体磁芯通常是椭圆形的，以便放入;根驱动纵它们或者是分列式磴芯，或者是周体的。需要JR戊考虑其

18、饱和性力I果世芯不盛大，当以需要它的时候它却会产生饱和，磁芯的频率响应该比集在低频.就像本文中迸一步描述的铁氧体解决方案一样.快钏体披芯应位于驱动控制潺近的地方以减小来自电箱的发射.而不是紧挨着电动机.负战电抗输入（负我电抗连接着控制器和电动机，位于公共世芯上的三个简单的分离电照器与电动机界动信号相位小联.电抗器的主要功能在于扩展物动信号dv/dt的上升和卜降时间.增加dV/dt时间扩展/驱动脓冲边沿,通常能够增加3到5倍.电抗得安装在电动机捽制器旁边以减小电缆辐射.电抗器的作用包括：降低通过轴承的电流减小设备中的电磁干扰减小驱动脉冲的振t允许在控制湍和电动机之间采用更长的电缆降低电动机抽度不

19、像机械解决方案，选标电抗涔时主要是般于电气特性，而不需要符合特定的电动机，也不需要榜查或推修，可以在安装以后添加电器,并且不需要在电动机上做太多工作或机械改造.电抗静不仅有助于避免轴承损坏和过电压,它的还有助于诚小地电流和设备上的总体电磁干扰.另一方面，它们还可以提供非常小的性能改善-都是改善脉冲边沿dV/dt（如然缓方面。如果只是需要取得一点小改进，电抗器可能是一种合理的选择。电动机沌波器有两种基本的滤波器种类-正弦波和dV/dt.它们都是电抗湍的升级版本,添加/更多的港波步骤和其他改诳.正茏波泄波器正弦波沌波器基本上是在电动机俘个相位上的低通IC谑波器，它将脉宽询制信号转换为相应的正弦波,

20、该正弦波与原来的脉宽信号具有几乎相同的均方值电汽.正弦波泄波零在减小各方面的电破干扰上有具有优势.它们也可用于现有安袋的改进.然而，正弦波逑波器只能工作于某些种类的电动机，而由于可能的内容电容损坏及体枳较大，它们不能用于低开关频率的电动机，DwDT浊波潺这些是最通用的谑波器，它们用于变频器和同眼包机时性能很好.dv/dt逑波涔廷缓了驱动脉冲的上升和下降时间，从而减小了驱动信号的高频频率分量，因此M小了定子和转子之间的容性横合己经流经轴承的电流和地电流，它还能减小主机设符的总体电疏干扰水平.就像正弦港波渊和电抗器,它们不备要进行周期性测试或维修,并能在事后进行安装.由于它们的通用性和广泛底用,我

21、们将更紧密地检杳其性能.我们骼以OnFI1.TER（图10）公司生产的SF系列伺限电机/变频涔dV/dt泄波器为例，因为这是作者在大多数测试中用到的滤波器。图IO-OnFI1.TER公司生产的变频器SF系列/伺服电机dV/dT滤波器.图11显示了采用变频落/向眼电机泄波器SF系列引起的典型脉冲边沿扩展“23如图所示.上升时间从100ns增加了2us.这个具体有多么明显？让我们参考图12.它表明了这个泄波器如何消除脉冲尖脱上升引起的过电压.当消波器正确放置在电动机控制器的输出端时，电缆中的驱动信号很多不再具有尖锐的边沿，这M小了过激和谐振，以及设备内的辐射和福合电IK干扰，图12.采用OnFI1

22、.TERSF生产的SF泄波器减小过电压的例子.那么地映出又是怎样的呢？图13显示了测试地电流的方法：图14展示了结果.采用TektronixCTI电流探头进行测试。如图所示，SF系列泄波器能绯大大解决地电流问题,不像电抗器和常规的变频器/伺服电机游波器，SF系列迪波器采用适当的附加滤波器步滕，这能好将地电流减小到可忽略的水平.图14.没有涉波器的地电流（左边）.采用SF系列注波器后的地电流（右边K采用图13设置测得的电漉”有的泄波器模型，如SF2OO32模型（图10）专门的将负载沙波潞和交流噪声逑波组合在一个小包装里，从而凌盖了必动港所有的电磁干扰.这节省了成本及设番内宝贵的空间所行渡波器和/

23、或电抗潺必须与亮动器足够近.从而最大化它仰的效能.图15显示了M小电磁干扰的不同方法，以及它们在驱动器,电缆和主机设备上的效果.图15.变翔器和伺服电机不同解袂方案总结，结论脉宽调制电动机的根本向遨在于-变版器和伺服电机不会消失.并且随着自动化和相关电机的使用，它们的应用只会刷加.电磁干扰解决方案主要强圜它们的磁芯的何2,能够有助于整个工业界提高设备的可用性，延长它们的使用寿命并M少运行成本,伺服控制系统干扰来源和对策脓冲型伺服的干扰大家平时想必都会遇到,那么我的该如何处理才能更大限慢的减少干扰对伺服控制系统的影响，接下来给大家从电气设计角度来详细阐述.伺服控制系统干扰来源和对策1.向眼系统中

24、干扰类型和途径（1）来自空间的-辐射干扰（2）来自系统配线-传导干扰2,伺版系统的抗干扰措施（1）电气控制柜的设计和安装（2）电源部分考虑（3）接地部分考虑（4） EMI电感泄波器的使用（5）向版出动甥的抗干扰主要是防止干扰脓冲的输入1 .何眼系统中干扰类型和途径（1）来自空间的-辐射干扰来自空间的辎射干扰分布极为复杂，字面上理解这类的干扰源和被干扰产品间没有q接的联系，通常都是电极学应的形式在空间传播的。在民用领域中，这类干扰像空气一样也无处不在,如打手机时,电视机的图像会产生叫花点等.飞机飞行中禁止使用遥控玩具和电子类产M也是基于杜绝幅射干扰的考虑.在工业控制系统中,辎射干扰源主要由是大型

25、放电加工，高频加热设备时电网噪音污染，如高频淬火机床，CNC等离子切割设备,变频器和伺服钿动器在运行时也会通过电网电线对其它控制类设的发射噪音信号.电柜中大电流交出流接觥器或者继电携线圈频繁吸合产生的浪涌冲击，也同样会产生噪音污染.对付辐射干扰爆为有效的措殖就是金侬屏蔽。（2）来自系统配线一传导干扰这类干扰在工业控制额城比较常见.干扰的途径多为自控系统中的变独潜和何眼驶动器产生的映音，羟由电源电缆、信号电缆或者错误的接地电缓等,传导到系统的其它电予设备,从而影响到机械设f的稳定性运行。对付传导干扰的有效措施就是采用电源沌波器、隔离电源、屏蔽电缆、以及合理和可犯的接地来解决何麴.2 .伺眼系统的

26、抗干扰措通过以卜措施UJ以有效降低电磁干扰，提高系统的抗干扰性。（1）电气控制柜的设计和安装电柜中布线应强码分开，佰号税和动力跋要分开走线.变频器和伺服驱动放大器单元到电机动力电缆应使用金处屏蔽层的电缆，电缆战应该尽量的短，以避免功率损耗,战少干扰。电缆的屏蔽层的电号至少是U/V/W相存线线芯电导的140.电机电线i和其它电缆长距离最小为500mm,应避免长距禹平行走线.交叉走线.当控制电缆和电源电缆交叉,应保证9（7交叉,同时必须用金属夹子珞电缆屏板层固定在安装板上电柜的柜门和电潴的进城口要可施接地,避免电柜内部的干扰屈场通过屏蔽电揽泄漏出去.柜门要使用有传导性的密封蟹猿贴柜体.AC接触器和

27、DC继电器安装要远离I/O部件和信号电缆，弁且要使用正确的RC抑制组件和飞轮：极管，诚少战圈吸合时噪音污柒.*Wm*R（2）电源部分考虑动力变压器选用一变压器的闲恩在定程度上也提高了设缶的抗干扰能力，变压器的容一般选择骤动器功率总和的1.52倍,当变压器容瑶不足时，变压港会发热，会影响电机扭力的平柳除出.除提供伺服系统的动力变压器外，谀备可能还掰要使用单相AC220V提供上位机工作.如PIC，CNC等，我们建议客户增加一台独立的AC220V控制变压器的来提供控制电源，不要和第动港动力部分使用同一个AC22OV电源,因为伺服阴动器产生的啾音，有可使会幽病CNC和P1.C的工作.对于直流DC开关稳

28、压电滁可以提供I/O模组工作或者外部传感器的工作电源，使用这个电源时要考虑足够的容；丸至少留有20%的余玳，同时DC电源要有足筋的抗冲击能力，以保证负载突变时，维持一个稳定的电压输出，要求变化率不能大于5%，OC1.TAft1.?DVPtCUO*11X*三tWBRW直流DC开关检压电源组件要可席地接地。当使用大电流的DC24V电描阀、离合甥或者伺服电机电机刹年城圈时，不能使用这个稳压电改,因为负岐的冲击,有可能造成P1.C和CNQ/O模组信号的误动作.当使用Da4V继电器时，要使用飞轮二极管以战少践Ia吸合时哄音污柒.ce：oowt.电明电Mvaua（3）接地部分考虑合理和可靠的接地是解决传导

29、性干扰最为有效地方法.但错误的接地不但不能减少干扰.反而成为干扰的“帮凶在国内.供电系统因为大部分使用的是TN-C三相四税制供电环境,PE城和N战合一，设法间噪音干扰大，所以处理起来也尤为头捕！接地根据用途分类可以分为信号地、屏蔽地、保护地，信号地GND提供给控制信号的基准电平(OV)屏蔽地SG是为了运行可靠,抵抗外部干扰而提供的将内部和外部噪音隔离的屏蔽层，各组件的机先、金属外玳、安装板，以及电缆的屏蔽层连接在一起，系统地PE是将各设的机壳与大地相连，以保证有漏电发生时，可以保证人员安全，同时也确保干扰噪音流入大地.电柜中所有的电气组件接地端千(变痂器、P1.O都要使用短而粗的接地税可靠的连

30、接到公共接地点或者接地母持PEh.严禁将接地端子做意的连接在电柜的金国外壳上。K*fi1.M*bm强电功率线辨蔽层处理一如驱动涔输入电缆、Hi机u/v/w电缆、接触器线眼屏蔽电缆等，电压等级在24V以上的屏岐电缆的佥M屏敲层要采用金屈卡子卡在强电接地板上.信号线屏蔽层处理如电机的编码器信号战线、传感器信号线，变频器控制城、伺服控制线等，电压等级在24V以上的电缆必须使用双绞屏蔽电堂！屏蔽电缆两端的金属屏蔽层要采用金属卡子卡在伯号现接地板上，或者连接到插头的屏蔽卡子或接头的金属外壳部分！只有在特殊情况才被单边解就！信号找回路和强电回路电缆不能峡捆扎在一起，分开走线。如果猫的太近，强电信号就会对弱

31、电信号进行干扰.两拧可以成9(交叉,但严禁长距禹平行走线安装.电柜中最小即离20Cm以上,强电接地板和信号线接地板不能共享一块金姐板接地,两拧要f呆持一定距离，并且要使用短而粗的电缆连接到公共接地导战。信号电缆布线要远离变频器、变压器、伺服强动器、接触器等可以产生严重磁场干扰的设备.4级屏蔽一般情况下，如果源湘和接收湍设备两边都接地，圻蔽电缆两湘春要接金属机壳，并确保大面积接触佥属表面以便能承受高颈干扰。如果仅仅在一端接地屏松电缆上也可能出现干扰，单边屏蔽一在极少数情况下,也可以只进行一端辨蔽.例如,不带数字符件的纯模拟系统一在一遍进行屏蔽仪仅提供了对低地的静电保护，有能力祸合吸收干扰和发射.

32、单端解敲的屏蔽联接屏般点必须是联接部件的电气参考地。如果联接两边(源然和接收端)都处F泞地状态，则屏蔽必须按在接收端。如果派端和接收玷两边都按地，则屏蔽必须两端部接地，(4)EMI电梭波波器的使用当变频器或者伺服驱动器工作在一个对电磁干扰较为故感的场合，那么你就必须考虑为它们选用EMI电毡谑波器，可以防止此类设备产生的干扰就合到外部电源回路中，使驱动器电诲干扰影响降至破低.EMI的安奘注意事项为了确保EM1.注波器(EMIFiIter)能发挥最大的抑制伺服驱动器干扰效果，除了伺服驱动器，按照使用手册的内容安装及配战之外，还需注意以下几点：A.伺版界动器及EMI谑波器(EMIFiIter)都必须

33、要安装在同一块金属平面上。B.何服郭动器及EM1./波器(EMIFiIter)安装时,请尽量招何IM驱动潺安奘在EM1.迪波器(EMIFiIter)之上.C配饯尽可能的缩短。D金属平面要有良好的接地，E.何服驱动器及EMI波波静(EMIFiIter)的金属外充或接地必须很可潦的固定在金夙平面上，而且两者间的接触而枳要尽可能的大.选用电机线及安装注意W项电机战的选用及安装正确与否.关系苻EMI泄波器(EMIFiIter)能否发挥最大的抑制伺眼驱动器尸扰效果.请注瓯以下几点：A.使用有屏蔽铜网的电缆线(如有双层屏极层哲更佳).B.在电机跳两端的屏断剂W必须以爆短距面及以大接触面积去接地,C电机线的

34、屏蔽铜网与金属平面的连接方式需正确，应将电机段两端的屏蔽铜网使用U型金蟠配管支架与金属平面冏定.DAJ型金M配管支架与金属平面固定处需将保妒漆移除，确保接触良好.*HrHM%tt*nMrnNt.保根rw(5)向服取动器的抗干扰主要式防止干扰脉冲的输入（I）何极驱动器的脉冲输入循口分为开路集电极方式和差分输入方式.田干开路集电极方式的抗干扰能力比基分输入方式的您的名，所以，选型的时候尽麻选取含有差分怆入方式的伺服.驱动器，（2）为了尽量战少伺眼驱动器在没有上位定位指令的时候将干扰信号输入,在程序设计中要在没有脉冲给人时,将何服费动器的“脓冲输入禁止信号激活.这样能疗效的减少干扰脓冲的怆入.（3）

35、伺服驱动器和伺限电机之间的连设要使用扉蔽规，线缆的拨开屏Ife层的部分不能大于75mm,屏蔽层要在伺服曲动器例可邻接地。（4）如果条件允许.应采用何服的速度捽制模式和1：位控制器构成闭环控制.以上是个人提供的建议，具体还需视应用场合分析.一、变频调速系统的主要电磁干扰源及途径1 .主要电磁干扰源电磁F扰也林电极.强扰（EM1.）.足以外部噪声和无川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.变物器的整漉标对Hi网来说是非线性负投，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。另外，变频器的逆变器大多枭用PWM技术，当其工作于开关模式并作而速切换时，产生大量

36、橘合性噪声。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扰源.另一方面,电网中的谐波F扰主要通过变领器的供电电源干扰变频涔,电网中存在大JA谐波源，如各种整流设备、交直流互换设徐、电子电压调整设备、蒋跷性负载及照明设备等。这些货荷都使电网中的电压、电流产生波形畸变，从而对电网中其他设符产生危宙的干扰.变频器的供电电源受到来自被污染的交流电网的r扰后,若不加以处理,电网噪声就会通过电河电源电路F扰变嫉繇.供电电源对变城器的干扰主要有过压、欠压、瞬时掉电：浪浦、跌落：尖峰电压脓冲：射频干扰.其次，共模干扰通过变频器的控制信号戌也会干扰变频器的正常工作。2 .电磁干扰的途径变频零能产生功

37、率较大的谐波.对系统其他设符干扰性较强.其干扰途径与一般电磁干扰途径是一致的，主要分电磁辐射、传导、感应耦合,具体为：对周围的电子、电气设备产生电慰辐射；对直接驱动的电动机产生电磁噪声，使得电动机铁耗和钢耗增加，井传导干扰到电源,通过配电网络传&给系统其他设法:变频器对相邻的其他城路产生感应箱合，感应出干扰电质或电流.同样,系统内的干扰信号通过相同的途径干扰变频器的正常工作.下面分别加以分析.（1）电底辐射变频器如果不是处在一个全封闭的金属外壳内，它就可以通过空间向外粕射电俄波“其辐射场强取决于干扰源的电流强度、装置的等效幅射阻抗以及干扰源的发射侦率.变版器的整流桥时电网来说是非线性负我.它所

38、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，变频潞的逆变桥大多采用PWM技术，当根据给定频率和偏值指令产生Jfi期的和重女的开关模式时，其输出的电压和电流的功率谱是离散的，井I1.带有与开关频率相应的高次谐波群.高毂波短率和场控开关器件的高速切换dvdt可达IkV/Us以上）所引起的辐射干扰问理相当突出，当变频器的金版外壳带行缝隙或孔涧，则辎射强度与干扰信号的波长有关，当孔洞的大小与电磁波的波长接近时,会形成干扰辄射源向四冏幅射。而辐射场中的金属物体还可能形成二次辐射.同样.变颜器外部的翻射也会F扰变短的正常工作.（2）传导上述的电租干扰除了通过与其相连的导战向外部发射，也可以通

39、过阻抗祸合或接地回跖耦合将干扰带入其它电路。与辐射干扰相比,其传播的路程Ur以很远。比较典里的传播途径:接自工业低乐悔络的变领器所产生的干扰信号相沿昔配电变压零进入中汽网络.并沿着其它的无电变压器最汽又进入民用低压配电网络，使接自民用用电母爱的电气i殳备成为远程的受杏者。（3）感应耦合礴应耦合足介于粗射与传导之间的第三条传播途径.当干扰源的版率较低时,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它导体连接，但此时的电磁干扰能让可以通过变频器的输入、输出炉战与其相邻的其他导畿或炉体产生博应福合，在邻近导线或导体内感应出干扰电流或电压。热应楣合可以由导体间的电容耦合的形式出现，也可以由电呼

40、福合的形式或电容、电感混合的形式出现.这与干扰源的领率以及与相邻导体的距离等因素有关.二、抗电租干扰的措施据电国性的基本原理，形成电假干扰（EMI）须具备电磁干扰源、电磁干扰途径、对电磁干扰敬七的系统等三个要索为防止干扰,可采用硬件和软件的抗干扰措施.其中硬件抗干扰是及基本和被里:要的抗干扰措6一般从抗和防两方面入手来抑制干扰，其总原则是抑制和消除干扰源、切断干扰时系统的耦合通道、降低系统对干扰信号的敢心性，具体措施在工程上可采用隔离、源波、屏蔽、接地等方法。（1）隔离所谓干扰的隔窗是指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。在变频调速传动系统中，通常是在电源和放大器电

41、路之间的电源线上来川隔离变压器以免传导干扰，电源隔离变压器可应用噪声隔离变压器.（2）涉波设置逑波器的作用是为了抑制干扰信号从变领器通过电源线传导干扰到电源及电动机.为减少电毡噪声和损*1.在变频器输出侧可设词输出滤波器,为减少对电源的干扰，可在变领冠瑜入恻设置输入涯波器，若线路中有敏感电子设符，可在电源找上设置电源噪声游波器，以免传导干扰.（3）辨蔽屏蔽干扰源是抑制干扰的最疗效的方法.通常变频器木身用铁壳屏觥，不让其电毡干扰泄漏。输出城最好用钢管屏蔽，特别是以外部信号控制变频器时，要求信号城尽可能她（-股为20m以内且信号线采用双芯屏蔽.并与主电路及仲制回路完全分离.不能放干同一配管或线槽内

42、，周围电子敏感设备税路也要求屏蔽.为使屏蔽竹效,屏板罩必须可靠接地.（4）接地实践证明，接地往往是抻制噪声和防止干扰的重要手段。良好的接地方式Ur在很大程度上抑制内部噪声的耦合,防止外部干扰的设入提高系统的抗干扰能力.变频器的接地方式布多点接地、一点接地及经母线接地等几种形式，要根据具体情况采用，要注意不要因为接地不良而对设缶产生干扰。单点接地指在一个电路或装置中，只有一个物理点定义为接地点。在低领卜的性能好：多点接地是指装置中的各个接地点椰直接接到距它蜃近的接地点.在高颇下的性能好：混合接地是根据伯号赎率和接地线长度，系统采用单点接地和多点接地共用的方式.变频器本身行专用接地端子PE端，从安

43、全和降低噪声的需要出发，必须接地，既不能将地线接在电器设备的外壳上，也不能接在零城上。可用我粗的屈我一端接到接地端子PE端，另一端与接地极相连.接地电阻取值100接地线长度在20m以内.并注意合理选择接地极的位比.当系统的抗干扰能力要求较高时，为减少对电源的干扰，在电源输入端可加装电源逑波器.为抑制变频器输入恻的谐波电流，改善功率因数，在变场器殖入.端加装之流电抗器，选用与否可觇电源变压器与变频器容设的几配情况及电网允许的畸变程度而定，-殷情况卜采用为好,为改善变线器输出电流.减少电动机噪声,可在变频器输出端加装交流电抗.图1为一般变频调速传动系统抗干扰所采取措施.以上抗干扰措施可根据系统的抗

44、干扰要求来合理选择使用，若系统中含控制单元如澈机等，还须在软件上采取抗干扰措解。（三）正确安装由于变频器屈于精密的功率电力电子产品，其现场安装工艺的好坏也影响着变频密的正常工作,正确的安装可以确保变频器安全和无故障运行。变频涔对安装环境要求较高，一般变频器使用手册规定温度范困为最低温度10C,最高温度不超过50：变频器的安装窗拔高度应小于100Om,超过此规定应降容使用：变板器不能安装在经常发生振动的地方,对振动冲击较大的场合，应栗用加橡胶垫等防振措脩：不能安装在电磁干扰源附近：不能安笠在彳f灰尘、粕蚀性气体等空气污染的环境；不能安装在潮湿环境中，如潮湿管道下面，应尽城枭用密封柜式结构，并且要

45、确保变频器通风畅通，确保控制柜有足弊的冷却风砧，其典型的损耗数一般按变版渊功率的3%来计算柜中允许的温升值。安装工乞要求加下：确保控制柜中的所有设备接地良好，应该使用短、粗的接地线（最好采用扁平导体或佥制网，因其在高频时阻抗较低）连接到公央地嫉上。按国家标准规定，其接地电阻应小于4欧姆。另外与变频器相连的控制设备（如P1.C或PID控制仪要与其共地，安装布线时符电源线和控制电缆分开.例加使川独立的线槽等.如果控制电路连接线必须和电源电缆交叉，应成90交叉布级.使用屏觥导跳或双跤战连接控制电跖时，确保未屏Ife之处尽可能短，条件允许时应采用电缆套管。确保捽制柜中的接触器有灭弧功能,交流接觥零采用

46、R-C抑制潺.也可采用JK放电阻抑制器,如果接触器是通过变痂浮的继电器控制的.这一点特别次要.用屏蔽和铠装电缆作为电机接线时，要将屏前层双端接地，如果变频器运行花对噪声敏感的环境中，可以采用RFI漉波器及小来自变频涔的传导和屈射F扰.为达到最优效果泄波湍与安装金属板之间应有良好的导电性.变频控制系统设计中应注意的其他问理除了前面讨论的几点以外,在变频器控制系统设计与应用中还要注懑以下几个方面的1.J喙（1）在设符排列布置时应该注意将变版器总独布置,尽fit减少可能产生的电磁相射干扰.在实际_1.程中，由于受到房屋面积的限制往往不可能有单独布置的位置,应尽鼠将容易受干扰的弱电控制设备与变频器分开

47、，比如将动力配电柜放在变频器与控制设在之间，（2）变频器电源输入侧可采用容量适直的空气开关作为短路保护，但切记不可频繁操作.由于变频潺内部有大电容,其放电过程较为缓慢.颇繁操作制造成过电压而损坏内部元件.（3）控制变频调速电机后/停通常由变频器白带的控制功能来实现，不要通过接触器实现启/停。否则，频繁的操作可能损坏内部元件。（4）反盘减少变频泗与控制系统不必要的连线，以渔免传导干扰.除了控制系统与变频器之间必须的控制线外，其它如控制电液等应分开.由于控制系统及变痂器均需要24V直流电源，而生产厂家为了节省一个月流电源，往往用一个直流电源分两路分别对两个系统供电，有时变频器会通过自流电源而控制系

48、统产生传导干扰，所以在设计中或订货时要特别加以说明.要求用两个直流电源分别对两个系统供电.（5）注意变粉器对电网的干扰.变频器在运行时产生的高次谐波会对电网产生影响，使电网波里严重畸变，可ffe造成电网电压降很大、电网功率因数很低，大功率变频器应特别注意，解决的方法主要行来用无功自动补偿装置以调15功率因数，同时可以根据具体情况花变频零电源进线侧加电抗器以破少对电网产生的影响.而进线电抗器可以由变频着供应商配套提供，但在订货时要加以说明.（6）变频器柜内除本机专用的空气开关外，不宜安置其它操作性开关电器，以免开关噪声入侵变频器，造成误动作。（7）附注意限制最低转速.在低转速时,电机噪声增大,电机冷却能力下降,若负岐转矩较大或满教.可能烧毁电机.确湎低速运转的高负荷变粉电机.应考.虑加大额定功率，成增加辅助的强风冷却.