随着科学技术的发展，变频器在化工生产中的应用越来越多，变频调速系统的可靠性和准确性已经开始影响化工安全生产和经济运行。其控制系统的抗干扰能力变得尤为重要。化工厂的变频器有集中布置在独立的控制室中，亦有分散在各负荷现场，但共同之处是均处在强电和一些弱电形成的较为复杂的电磁环境中，有的还要承受外界各种通讯设备发出的电磁波干扰。文章基于陕西渭化多年来对各种变频器的使用及维护的经验简要分析变频器的各主要干扰源和干扰信号传播的途径，并从硬件和软件两方面提出几种变频调速系统抗干扰措施。

1问题的提出

渭化二期两台液氧泵采用变频驱动，选用的变频器为ABB原装进口ACS800-04-0400-3，控制方式为DTC控制，输入控制信号为4～20mA模拟量，输出控制信号也为4～20mA模拟量，误差为±0.01mA(±3rpm)，在运行中发现两台变频器不同程度的出现控制系统紊乱情况，甚至在变频器附近使用手机或其他通讯设备会对变频器运行产生一定的扰动，致使变频器输出转速变化幅度多达50rad，这样对化工安全生产及稳定运行埋下隐患，对工艺操作带来一定的负面影响。随着化工工艺对过程控制的要求的提高，并且化工装置变频器所处的环境一般较为复杂，因此对变频器抗干扰能力的要求越来越高，处理好变频器和其他设备的电磁兼容成为广大化工行业电气技术人员的一项重要工作。

2电磁干扰对变频器调速系统的影响

电磁干扰是以外部噪声和无用信号在接收中所造成的，通过电路传导和以场的形式传播。在生产现场，辐射电磁场主要来自电力网络、电气设备的暂态过程、各种变流设备等产生的电磁场，其分布极为复杂。如果变频器安装在其磁场环境内，就会受到辐射干扰。在变频器的工作环境中不仅有很多高电压、大电流的大型用电设备，还有众多的380V、220V等交直流电源存在。各种动力电缆以及交、直流电源的电缆与变频器控制信号的电缆难以有效地全部分隔开。致使这些高电压大电流设备在运行中以及接通或断开时，所产生的强电磁场干扰已在变频器输入线上产生很强的感应电压和感应电流。均会对变频器产生各种不同干扰。

3干扰信号的形成及分类

①干扰信号的形成。在控制系统某点发生不正常的电压、电流急剧变化，也就是不基于50Hz的工频变化的波形均可认为是干扰信号或干扰源。

②干扰信号的分类。干扰信号的分类按照干扰信号产生的原因和干扰信号的模式及干扰信号的波形可分为以下几种。按照干扰信号形成的原因分为放浪涌干扰信号、电干扰信号、高频振荡干扰信号等。按干扰信号的波形可分为持续干扰信号，偶发干扰信号等。按干扰信号模式不同可分为共模干扰和差模干扰两种。

4化工装置现场安装的变频器控制系统中主要电磁

干扰信号来源及分析

①静电耦合干扰。变频器的控制电缆与附近其他电气设备的静电容耦合，在其控制电缆中产生的电势。

②静电感应干扰。变频器附近其他电气回路产生的磁通变化在电缆中感应出的电势。

③电源的谐波的干扰。当前化工装置的各种可以产生谐波的设备较多，本身电网亦有一定量的谐波。

④接地系统的干扰。正确良好的接地能够有效的避免各种干扰信号及消除谐波。反而接地系统的不正常和接地的错误会扩大干扰信号的影响。处理好接地在很大程度上能够解决好变频调速系统的电磁干扰问题。

⑤变频器自身内部的干扰。由变频器内部各电力电子元件产生的电磁干扰，这种干扰只有通过选择性能优良且有实质业绩的品牌机型来解决。

5解决变频调速系统抗电磁干扰措施

总结众多变频器抗干扰经验可将措施分为以下几种。

5.1抗电磁干扰的隔离措施

所谓的隔离技术就是指从电路上把干扰源和易受干扰的部分隔开，使它们不发生电的联系。从电磁学的理论和对众多变频器的学习总结归纳出以下几点。

①将所有的信号线很好的绝缘，以防由于接触引入的干扰。

②将不同种类的信号线按其产生的噪声干扰能力分类隔离铺设。

③对于模拟量信号，特别是低电平的模拟量输入信号应采用屏蔽双绞线连接，并且这些信号线必须单独采用电线管或电缆槽敷设，不可与其他信号在同一电缆管中走线。

④低电平的开关信号和数据通信线路对低频的脉冲信号的抗干扰能力虽然比模拟量信号强，但也要采用屏蔽双绞线，至少用双绞线连接，这类信号也应单独走线，不可与其他线路一起平行走线。

⑤高电平的开关量信号和其他继电器的输入、输出信号线应采取双绞线连接，且单独布线，这种做法既可以阻止其他干扰源也可以消除自身对低电平开关信号的干扰。

⑥变频调速系统的供电电源应采用隔离变压器供电，主要目的在于避免传导干扰。这点在目前的变频调速器系统中应用很广泛。

⑦为大幅减小共模干扰，可采用隔离放大器将外部信号输入端子与变频器信号输入端在电气上进行完全隔离。

5.2抗电磁干扰屏蔽措施

所谓的屏蔽技术就是指用金属导体，把被屏蔽的元件、组合件和信号线包围起来，屏蔽主要有电气屏蔽和磁屏蔽两种。屏蔽技术的关键在于正确的使用屏蔽线，对于屏蔽线、双绞线的使用及屏蔽层的接地在工程实际中以成熟应用，在此不过多叙述。

①电气屏蔽。电气屏蔽主要是屏蔽电场耦合干扰，应当采用双绞线，并且导线的屏蔽层最好不要两端连接当地线使用，应将屏蔽层单点接地，防止地环电流在屏蔽层形成磁场。②磁屏蔽。磁屏蔽主要是屏蔽磁场耦合干扰，但实际应用中很难做到用导磁材料将磁场环境屏蔽起来，通常有效抑制磁场耦合干扰的做法是远离磁场源，同时避免平行走线。

5.3抗电磁干扰接地措施

所谓的抗干扰接地技术是指避开地环电流的干扰，降低公共地线阻抗的耦合干扰。正确的接地不仅可以抑制电磁干扰对设备和控制系统本身的影响，又可抑制其产生干扰信号。

在大地电位变化较大的场所，系统将受到共模干扰，且容易变为差模干扰。控制系统的接地方式一般要采取独立接地方式，接地时一般要做到以下几点：接地线的截面积应尽量大;接地点应尽量靠近变频器，接地点与变频器之间的距离不大于50m;接地线因尽量避开动力线，不能避开时应垂直相交，应尽量缩短平行走线长度;接地电阻应小于1Ω。

6结语

综上所述，变频调速系统的抗干扰措施要从多方面考虑，对于新建化工装置要多从设计、设备选型、现场的安装施工过程进行科学合理的规划和配置，对于改造项目要着重分析变频器安装地点的电磁环境，综合考虑多种解决措施，特别重点考虑接地系统是否良好，接地电阻是否符合要求，接地点的选择和安装是否正确。只有在综合考虑多方面的因素后才能很好的从根本上解决变频调速系统的抗干扰问题。

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