如何选择EMC滤波器？

2023-06-19 理论教育版权反馈

【摘要】：此时必须使用带有抑制谐波能力的漏电断路器，才会取得满意的效果。输入侧噪声滤波器的安装位置在变频器前，其他低压电器之后。加装输出侧噪声滤波器属于第一种对策，既减少载波成分的对策。输出侧噪声滤波器通常由电感、电容和电阻组成复合电路，选择时建议选用变频器厂家推荐的规格型号。

通常将谐波中1kHz以下的称为谐波，1MHz左右的称为电磁噪声。

进线电抗器的作用：协调三相电网电压的不平衡，提高变频器的输入阻抗，抑制输入电流的谐波成分，提高功率因数。

由于变频器输出电压中含有大量谐波分量，若A、B、C间接有电容，该电容将直接为谐波电流提供旁路回路，造成变频器发生瞬时短路电流，使功率元器件受到冲击，或使电容器过热击穿，引起永久性短路，从而损坏变频器。

变频器对外的谐波干扰分为直接传导、感应和辐射3种。

除了直流或者交流电抗器抑制的干扰以外，还有一些干扰，为了降低无线电干扰，可采用FIL滤波器。

由于变频器输出是kHz的高频脉冲，其输出电缆对地及电动机对地之间存在分布电容，因此会产生谐波电流，该电流的存在使得即使变频器的绝缘正常，漏电断路器也会跳闸。此时必须使用带有抑制谐波能力的漏电断路器，才会取得满意的效果。

1.输入侧噪声滤波器

输入侧噪声滤波器是由电容和电感组成的复合电路，它对谐波的滤除作用优于单纯的电抗器。如果需要加装滤波器，建议选用变频器厂家推荐的型号。输入侧噪声滤波器的安装位置在变频器前，其他低压电器之后。如果装设了输入侧交流电抗器，则滤波器应该在电抗器之后。

加装了电抗器后，输入侧的干扰对于变频器的自身工作一般已经没有妨碍了，而且，变频器对电网的谐波干扰也已经符合常规的电磁兼容标准，即对于同样符合常规电磁兼容标准的电子设备的工作应该没有危害了。设备或系统在其电磁环境中能正常工作且不对该环境中的任何事物构成不能承受的电磁干扰的能力成为电磁兼容性。

在我国，电网的谐波治理水平偏低，变频器往往不是局部电网中惟一的谐波干扰源，因此，当电网中连接有电磁兼容要求特别高的设备时，在该设备的前端装设滤波器的方法更加合理一些。

2.输出侧噪声滤波器

PWM电压波形的开关翼部通过寄生电容产生一个高频脉冲噪声电流，通过存在于电动机电缆和电动机内的寄生电容，使变频器成为一个噪声源。

噪声电流I_S的源是逆变器，故噪声电流一定要流回逆变器，噪声电流流过大地阻抗和动力电缆与地之间的分布电容，在这两个阻抗所造成的电压降将影响到同一电网上的其他设备。

变频器的整流部分产生低频谐波，低频谐波可以通过采用进线电抗器来抑制。针对输出侧高频干扰，可采取的对策有两种：一是减少和抑制高频载波的成分；二是阻断载波干扰的传播途径。加装输出侧噪声滤波器属于第一种对策，既减少载波成分的对策。

输出侧噪声滤波器通常由电感、电容和电阻组成复合电路，选择时建议选用变频器厂家推荐的规格型号。输出侧噪声滤波器的安装位置在变频器的输出侧最靠近变频器的位置。

若高频噪声电流能有一条正确的通道，则高频噪声就可以得到抑制。如果使用非屏蔽电动机电缆，高频噪声电流以一个不确定的路线流回变频器，高频噪声电流会在此回路中产生高频分量压降，影响其他设备。为使噪声电流能沿着确定的线路流回变频器，就需要采用屏蔽电动机电缆。电缆屏蔽层必须连接到变频器外壳和电动机外壳上，当噪声电流必须流回变频器时，屏蔽层会形成一条最有效的通道。

与阻断载波干扰途径的对策相比，输出滤波器成本比较高，因此应该只在阻断方式难以发挥作用是采用。

总之，提高抗干扰的主要措施如下：

1）加装电抗器或者EMC滤波器；

2）预防噪声耦合最有效的方法是严格隔离噪声源和信号电缆；

3）数字信号电缆的屏蔽一定要两端接地；

4）一个传动控制系统根据不同的构成部件分成不同的EMC区域，每个区域对噪声的发射和抗干扰都有其自己的要求，不同区域在空间上最好用金属壳或在柜体内用接地隔板隔离；

5）不同区域的电缆不应放在同一条电缆槽中；

6）从柜中引出的所有总线电缆和信号电缆必须屏蔽；

7）如果需要，滤波器应安装在区域间接口位置；

仅靠安装电抗器或者滤波器不能完全满足EMC，故诸如屏蔽电动机馈电电缆和空间隔离等措施是必要的。