变频器的抗干扰防护措施及常见故障

变频器的抗干扰防护措施及常见故障
摘要：随着科技的发展，变频器在工业领域的使用越来越频繁，并且在工业
领域中发挥着很大的作用。

在工业领域中使用变频器能够提高工业生产效率。

在
对工业领域中变频器的使用结果进行研究对比，我们发现使用变频器后工业生产
效率得到了提高，但是在使用过程中叶产生了一些干扰。

本文对工业领域中变频
器的使用存在的干扰以及一些故障进行分析，并且提出一些相关的解决常见故障
的有效对策，希望能够给相关工作人员提供有效参考。

关键词：变频器；抗干扰；防护措施；常见故障
引言：变频器在工业领域中逐渐获得了认可并且广泛运用，虽然能够给工业
领域带来一定生产效率的提升，在这个过程中也存在很多干扰因素，为了能够尽
可能的提高变频器对工业领域中发挥的作用，尽量减少产生的干扰因素，尽可能
的避免出现故障，必须要对变频器的使用方法进行改进。

本文对变频器的抗干扰
防护措施进行分析，并且分析一些常见的故障，目的在于提高变频器的利用效率。

一、什么是变频器
变频器是一种能够使得电源的频率进行转换发生改变的电能控制装置，完成
改变电源频率工作是利用电力半导体器件的通断作用实现电能频率的改变。

变频
器具有很多的功能，在交流异步电动机中应用变频器，促进电机的软启动，变频
调速，提高电机的运转精度，使得因素被改变，以及在电压电流过大或者负载过
大的情况下起着保护电机的作用，这些都是变频器的作用。

如果没有变频器，交流供电电机的产生的电的频率和幅值是不能够发生转换
改变的，只有在使用变频器的条件下才能够改变。

改变电流频率和幅值之后使得
周围运动的磁场的周期发生改变，从而控制电动机的转速。

原来调速控制操作更
加复杂，在使用变频器后调速变得更加简单，并且使得很多原来只能使用直流电
完成的工作使用变频器可以完成，这样就不需要安装各种不同电流的电动机，使
得供电设备体力减小，减小成本，降低了损坏率，减少维修率，提高工业生产效率。

二、变频器控制回路的抗干扰防护措施分析
变频器本身的谐波干扰源是由于主回路的非线性导致的，然而由于它周围的
一些回路控制能量是非常小，回路的信号相对非常弱，因此就特别容易受到其他
装置电路的影响和干扰，一旦被干扰，则变频器自身以及周边的设备都无法进行
正常的工作。

为了尽可能的避免回路对变频器以及周边设备产生不利影响，必须
在变频器的安装过程中采取一定的抗干扰措施，下文将对回路的抗干扰措施进行
分析：
1.变频器的基本控制回路分析
变频器想要与外界进行信息交流需要采用回路才能够完成，模拟与数字两种
基本回路就是变频器与外部进行信息交流的两种基本形式：①一种模拟回路是4
至20mA的电流信号回路，1到5V或者是0到5V电压信号回路；②数字回路包括有：开关信号回路，变频器的开始和停止指令，正反转指令等。

经过上面所说到
的一些回路，变频器能够接收到外部控制的指令信号，外部控制信息在经过回路
的过程中将会受到干扰元产生的干扰电势，干扰电势不能够直接影响变频器，还
需要经过控制电缆对变频器产生影响。

2.干扰的进本类型以及抗干扰措施分析
（1）静电耦合干扰分析。

变频器周围的电气回路存在一定的电势，控制电
缆可能会与其产生耦合。

抗干扰措施的措施有：静电耦合是由于与周围的电缆距
离太小而导致的，因此我们可以增大变频器与电缆之间的距离，对电缆的工作进
行严格的控制，如果两者的距离能够大于导体直径的四十倍，则可以避免发生干扰。

除此之外，电抗器能够很好的避免发生静电耦合情况，因此我们可以在电缆
上安装电抗器，通过降低变频器的载波率从而避免产生干扰。

（2）静电感应干扰。

如果在电气回路中发生电流大小以及电流方向的改变，那么将会导致发出的控制信息也改变。

产生干扰的程度取决于电流大小改变的情
况，如果改变越大那么产生的干扰也是更大的。

抗干扰措施：为了能够避免发生
静电感应的干扰，在进行电缆的敷设过程中，避免多根电缆敷设在一起，应该控
制单独进行电缆敷设，而且相邻的电缆之间的距离要大于三十厘米才能够避免相
互干扰。

交叉电缆之间形成的角度也会使得相互产生干扰，如果在敷设中，不可
避免的交叉情况下，必须使得电缆的交叉角度要形成直角，这样才可以避免产生
干扰。

（3）外部空间电磁波干扰。

电缆成为天线之后，还可能会收到外界传送经
过的电磁波的干扰，比如无线电和雷达等外界电磁波都会对其产生干扰。

为了能
够消除外界电磁波的影响，必要的是将变频器用铁箱封闭起来，并且装变频器的
铁箱必须接地。

或者还可以使用滤波器进行这类电磁波的过滤，减小产生干扰的
影响。

（4）接地干扰。

在工作过程中，设备体以及信号都是需要进行接地才能够
工作的，如果这两项接地不合理，也会导致对变频器产生干扰。

抗干扰措施：为
了能够避免产生这类接地干扰，这两者只有在不共用的情况下才能够避免产生干扰，因此我们可以将设备外体接地和信号接地进行分开设置安装，保证这两者不
会共用。

除此之外，对电缆的横截面面积也有一定的控制，必须保证电缆横截面
面积大于两立方毫米，对接地电阻也要进行严格控制，使得接地电阻控制在合理
的范围之内。

如果是在同一个系统内部，接地电缆设备必须使用同一种规格，而
且必须连接在同一个接地网，另外，对屏蔽层的设置也有要求，必须连接在同一
个接地点上的屏蔽层。

三、变频器常见的故障以及对策分析
1.变频器充电启动电路的故障
电压型变频器一般是工业领域中最常见的变频器，变频器的工作方式是采用
交流和直流相互变换的方式，是交流——直流——交流的电流方式，这种工作方
式首先需要输入的是交流电，输入的交流电经过三箱整流桥之后会变成直流电压，最后再经过一系列的转换将直流电压转变成为交流电压输出到负载中。

变频器在
刚启动的时候，由于直流这边的电容容量是非常大的，那么会导致充电电流非常
大，为了能够对充电电流进行控制，采用一个启动电阻对电流进行控制，这样能
够很好的避免出现电流过大的情况。

在完成充电以后，会自动将电阻进行短路。

而启动电路中的故障一般就是启动电阻会被烧坏，将会在变频报警器中显示出现
故障，故障描述为直流母线电压故障。

在对变频器进行设计时，为了能够尽可能
避免变频器体积出现过大的情况，同时还需要能够起到减小启动电流的作用，一
般是使用10到50欧姆，功率为10到50瓦的启动电阻。

在工作中导致启动电阻
烧坏的情况有很多，比如：输入的交流电频繁接通和断开，旁路接触器的触点接
触不良，旁路的电阻值变大等都可能会导致烧坏启动电阻。

如果出现这种情况，
我们就需要使用相同规格的启动电阻进行更换，不得使用规格不同的启动电阻进
行代替。

2.变频器电压过大的问题
在直流回路中，如果控制器无法正常的使用发挥作用，那么将会出现故障。

在发生故障时，我们首先要对电源两端进线的电压进行测定，对变频器直流回路
电压控制器的参数进行检查，斜坡下降时间的长短要设置好。

变频器的负载也需
要进行检查。

一般情况下如果给变频器输入的电压出现不稳定的情况，将会导致
变频器的输入电压过大，从而产生电压过大的故障，导致电压检测器出现问题。

如果遇到打雷下雨的天气，我们需要将变频器带能源打开，这样就算再出现故障
的情况下，也能够使得新能源能够进入变频器。

除此之外，电抗器安装在电能源
输入侧，能够对变频器电源电压的波动起到一定的控制作用，减小输入电压的波
动情况。

我们还可以在电源电网中安装浪涌保护器，这样能够避免出现输入电压
波动。

变频器的负载不能太大，要控制在合理单位，一旦负载太大会出现停机的
情况，时间参数在这时候将会改变，而且还可能带动输入电压也表达，出现电压
太大的情况。

在这时候，我们需要将变频器停机，并且尽可能的增长下降的时间，我们可以采用增加制动电阻，或者使得变频器自由停止状态，达到减小故障。

3.变电器过电流问题
变电器在出现电流太大问题的情况下，首先必须要对所有的数据进行检查，
在确定数据完全正确之后，再对其他的设备进行检查。

在检查设备时，首先要对
电流的情况进行检查。

切断电流互感器，确定电流是否存在的方式是使用复位运
行方式进行确定，在确定有电流经过之后，那么就可能是出现了电压太大而导致
电流过大情况，或者是电压不够的情况。

出现这种情况时，一般的解决方式是将IPM模板进行及时的更换。

如果变频器并没有出现过过电流的问题，在此之前一
直都是正常运行，只是突然出现过电流故障，那么故障可能是出现在电动机身上，首先要检查电动机的负载是否太大，电动机的转子带动机构是否出现故障。

在对
变频器电动机进行检查时，我们在每次启动变频器电动机后都需要检查启动是否
顺利，只有保证顺利启动，另外还需要检查是否出现漏电情况，只有一切正常运行，才能够使得变频器正常工作。

4.变频器显示过压故障
变频器显示出过压问题一般都是出现在打雷下雨这样的天气中，由于打雷，
会导致雷电通过电缆并入电到变频器中，这时候变频器的电压检测器制动调节将
会出现差错，为了解决问题，首先必须使得变频器处于断电状态，过了一分钟之后，再将变频器接入电源。

出现过压问题还可能是因为变频器的驱动负载太大了，这时候我们可以对变频器进行减速然后再进行制动。

变频器在停止运转的过程中，将会不断减小变频器的输出功率，然而负载电机的功率相对比较大，仍然能够进
行发电，这时候能够使得机械能转化成一定的电能，这样能够产生泵升现象。

一
旦在变频器电压过高而导致出现跳闸的情况，这时候我们需要使得变频器停止的
时间足够长，因此需要增加变频器降速时间参数，使得减速时间增加，还可以使
用更大的制动电阻，使得变频器能够正常运行一定时间。

5.变频器过温故障
变频器在工作过程中会转化成一定量的内能，从而使得变频器自身温度越来
越大，所以变频器自身安装了散热器，这是为了能够降低自身的温度，保证变频
器处于正常温度保证正常运行。

如果变频器的散热器在温度过高的情况下，冷却
风的含量会减少，变频器周围的温度也将会不断升高，从而影响变频器输出的频率，影响变频器的正常工作。

变频器出现过温故障以后，首先检查冷却风风道是
否出现问题，使用启动冷风的操作，检查启动冷风是否出现故障。

想要降低变频
器周围的温度，我们可以在环境中安装降温装置，空调和散热器都有很好的降低
变频器周围温度的作用。

6.变频器电动机过热故障
变频器的电动机出现故障首先就必须检查负载是否超过了正常范围。

一般如
果参数设置出现了错误，那么将会导致变频器电动机出现过热情况，除此之外，
如果实际电动机的额定参数与变频电动机的参数不相符，也会出现电动机温度过
高的情况。

因此我们必须保证实际电动机参数与变频器参数设置相符合，控制电
动机的负载在规定范围内，不得超过规定的参数，保证变频器电动机正常工作。

四、结束语
变频器在工业领域得到了越来越广泛的使用，并且取得了一定的成绩，但是
在变频器的使用过程中也产生了一些干扰，导致变频器或者其他设备出现故障，
增加工业维修率，增加生产成本。

为了避免出现变频器干扰和故障，本文对变频
器使用中抗干扰措施和防止故障措施进行了分析，目的在于降低工业生产成本，
提高生产效率。

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