李中年--变频器的EMI起因及对策（-2）CausesoftheElectromagneticInterferenceofFrequencyConverteranditsCountermeasure武汉理工大学自动化学院李中年陈长亮黄奎LiZhongnianChenChangliangHuangKui摘要：文中详尽的论述了通用变频器中EMI（ElectroMagneticInterference）的产生原因与机理以及抑制EMI的策略与措施。关键词：变频器EMIEMCAbstract:Thispaperintroducesthecausesandphenomenaoftheelectromagneticinterferenceoffrequencyconverter,andtheEMIsuppressionmeasuresandstrategiesareexpounded.Keywords:FrequencyConverterElectromagneticInterference[]？？[文献标识码]B1561-0330(2008)10-0000-001引言通用变频器应用日益广泛。然而，变频器的EMI（ElectroMagneticInterference）问题越来越不容忽视。变频器中的EMI包括其自身的EMI和外界的EMI，前者影响电源性能，后者影响变频器及其负载的性能，必须采取行之有效的方法与措施加以克服，否则可能导致变频器及其周边电气电子设备均不能正常运作。文中就通用变频器比较常见的、典型的、突出的EMI问题，对其起因与影响以及抑制它的策略与措施进行了详尽的论述。2变频器自生型EMI通用变频器工作时，自生会产生EMI，比较典型的有以下五种：2.1共阻抗的EMI变频器内部电路集成化程度比较高，模拟电路和数字电路同时并存，又存在容易产生电磁噪声（时变电磁现象）的电力电子元器件。因此，变频器内部电路分布中同时存在模拟地线、数字地线、噪声地线和金属地线四种工作地线。其中工作地线是给电源和传输信号提供等电位，实际电路中工作地线常常兼作电源和信号的回流线，而工作地线总是具有一定电阻和分布电感的，并且一般电阻很小，可以忽略，但高频时由于分布电感的感抗作用，当回流流过工作地线时就会在地线的阻抗上产生电压降，致使地线上各点的电位不同，这就可能产生共阻抗EMI。2.2输入侧的EMI变频器的输入侧通常是整流和滤波电路。显然，只有电源的线电压UL大于电容器两端的直流电压UC时，整流桥中才有充电电流。因此，充电电流总是出现在电源电压的振幅值附近，呈不连续的脉冲波形式，具有强烈和丰富的高次谐波成分，使得输入电流中的5次谐波分量很大。2.3输出侧的EMI变频器的逆变桥大都采用SPWM调制方式，其输出电压为占空比按正弦规律分布的系列矩形波，由于电动机定子绕组的电感性质，其定子电流十分接近于正弦波。然而，其中与载波频率相等的谐波分量依然很大。2.4数字电路的EMI数字式变频器由数字电路组成，受电路结构、内部连线及工作过程等因素的影响，数字电路也会产生许多高频EMI，综合起来，主要有下面三种：（1)电源EMI合拉电源开关造成的电流冲击量、电路逻辑状态变化的电流电压变化量，温度变化的直流脉动量，负荷变化的浪涌冲击量、雷电浪涌量等均会产生EMI。（2)串扰EMI多芯电缆、成束电缆之间的耦合，印刷电路板内平行印制导线或变频器内较长的平行配线之间的电磁感应和静电感应都会产生EMI。（3)其它EMI主要包括数字装置使用的开关电源产生的高频辐射EMI；逻辑电路断开和接通时电压电流变化率过大产生的内部EMI；内部结构设计不合理引起的数字电路发生异常振荡产生的EMI等。2.5静电放电EMI静电放电等原因亦会产生EMI。3变频器外生型的EMI通用变频器工作时，其外界环境即其它共电或供电设备会产生EMI，归纳起来这类外生型EMI主要有下列三种典型类别。3.1高电压设备的EMI高压电力电缆、高压断路器、变压器等电力传输设备，由于工作电压高，负载工作时致使电力传输设备工作电流较大，因而产生的磁场较强，电磁波辐射的距离较远，从而产生EMI。另外，动力配电柜内大容量的接触器在动作时，其触点电压的作用使空气电离，从而产生弧光放电等现象，以及由于触点静压力变化、抖动、滑动等现象产生的电磁辐射引起EMI。3.2外部电网的EMI外部电网中的谐波EMI主要通过变频器的供电电源来干扰变频器，外部电网中存在大量谐波源如各种整流设备、交直流互换设备、电子电压调整设备，非线性负载及照明设备等。这些负荷都会使外部电网中的电压、电流产生波形畸变，从而对外部电网中其他设备产生危害与干扰。变频器的供...