摘要　　簡要介紹了高壓變頻器電磁環(huán)境和高壓變頻器中常用的幾種信號傳遞技術(shù)：數(shù)字信號，電流信號，光纖通訊，屏蔽，隔離，接地，雙絞線。

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　　通常，我們把用來驅(qū)動１�。耄鲆陨辖涣麟妱訖C(jī)的中、大容量變頻器稱為高壓變頻器。但按國際慣例和我國國家標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)按供電電壓≥１０�。耄觥r稱高壓，＜１０�。耄鲋粒薄。耄鰰r應(yīng)稱為中壓［１］�？紤]到電壓＞６�。耄鰰r，我國變頻器多采用交－直－交多電平式拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。本文所討論的信號傳遞技術(shù)側(cè)重于電壓＞６　ｋｖ的高壓變頻器。

　　１　高壓變頻器的電磁環(huán)境

　　包括高壓變頻器在內(nèi)的變頻器主電路一般為交－直－　交拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，由外部電網(wǎng)輸入的工頻電源，由三相橋路不可控整流成直流電壓信號，經(jīng)過電容濾波及大功率晶閘管開關(guān)器件逆變?yōu)轭l率可變的交流信號。國內(nèi)高壓變頻器的整流部分多采用移相變壓器使電網(wǎng)的輸入電流諧波在４％以下。在逆變器輸出回路中，輸出電壓信號受ｐｗｍ載波信號調(diào)制的脈沖波形，對于ｇｔｒ大功率逆變器件，其ｐｗｍ的載波

　　頻率為２￣３　ｋｈｚ；而ｉｇｂｔ　大功率逆變器件的ｐｗｍ最高載波頻率可達(dá)１５�。耄瑁�。雖然，高壓變頻器采用移相變壓器、多重化等技術(shù)手段使變頻器的輸入輸出波形達(dá)到了令人滿意的程度，但是其功率在達(dá)到ｍｗ級以上，產(chǎn)生的電磁干擾與本身功率成正比，其電磁干擾仍然嚴(yán)重。筆者的同事用萬用表測得變頻器內(nèi)部的共模干擾電壓達(dá)到ａｃ�。玻埃啊。�，也就是說信號線所受的共模干擾電壓在ａｃ　２００�。鲆陨�。

　�。病「邏鹤冾l器信號所受電磁干擾的傳播途徑

　　高壓變頻器能產(chǎn)生功率非常大的諧波，對自身與其它設(shè)備干擾性較強(qiáng)。其干擾傳播途徑與一般電磁干擾途徑是一致的，主要分電磁輻射、傳導(dǎo)和感應(yīng)耦合［２］，其具體表現(xiàn)為

　�。保⿲χ車碾娮�、電氣設(shè)備產(chǎn)生電磁輻射。高壓變頻器的逆變橋采用ｐｗｍ技術(shù)，當(dāng)根據(jù)給定頻率和幅值指令產(chǎn)生預(yù)期的和可重復(fù)的開關(guān)模式時，其輸出的電壓和電流的功率頻譜是離散的，并且?guī)в信c開關(guān)頻率相應(yīng)的高次諧波群。高載波頻率和場控開關(guān)器件的高速切換（ｄｕ／ｄｔ　可達(dá)１�。耄觯蹋笠陨希┧鸬妮椛涓蓴_問題相當(dāng)突出。

　�。玻⿵�(qiáng)電磁干擾環(huán)境中的變頻器電路產(chǎn)生感應(yīng)耦合，感應(yīng)出干擾電壓或電流。當(dāng)回路１對回路２造成磁場耦合干擾時，在回路２上形成的串聯(lián)干擾電壓ｕｎ為

　　ｕｎ＝ｊ棕ｂａｃｏｓ茲（１）

　　式中：棕為干擾信號的角頻率；

　　ｂ　為干擾源回路１形成的磁場連接回路２處的磁通密度；

　�。帷榛芈罚哺惺艽艌龈袘�(yīng)的磁通的閉合面積；

　　茲為ｂ和ａ　兩個矢量的夾角。

　　電磁耦合干擾主要由兩類組成：一是惡劣電磁環(huán)境中的金屬導(dǎo)線回路產(chǎn)生的非常高的共模電壓；

　　二是所測量的電信號本身含有豐富的噪聲。當(dāng)變頻器的信號傳輸線路和變頻器的功率逆變器件的物理距離比較近時，逆變器件的高次諧波將通過感應(yīng)的方式耦合到信號線路中去。

　�。场「邏鹤冾l器的信號傳遞技術(shù)

　　據(jù)電磁學(xué)的基本原理，形成電磁干擾（ｅｍｉ）須具備三要素：電磁干擾源、電磁干擾途徑、對電磁干擾敏感的系統(tǒng)。電磁干擾源不在本文的討論范圍之內(nèi)，本文

　　主要從切斷電磁干擾途徑和降低系統(tǒng)對電磁干擾的敏感性兩個方面討論高壓變頻器的信號傳遞技術(shù)。高壓變頻器主要從以下幾個方面來保障信號傳遞技術(shù)。

　　３．１　選擇抗干擾強(qiáng)的信號傳遞技術(shù)

　　在設(shè)計系統(tǒng)時選擇抗干擾性強(qiáng)的信號傳遞技術(shù)，如優(yōu)先考慮數(shù)字型或電流型信號。數(shù)字信號的抗干擾能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)強(qiáng)于模擬信號。除測量用模擬信號外，在數(shù)字信號滿足信號傳輸速度的前提下應(yīng)優(yōu)先考慮采用數(shù)字信號。惡劣的電磁環(huán)境對信號電纜的影響主要是產(chǎn)生共模電壓干擾，電流型信號在傳輸通路中不會出現(xiàn)在同一回路中各點電流大小不一致的問題，有很強(qiáng)的抗感應(yīng)式干擾的能力，推薦采用工業(yè)上常用的４￣２０　ｍａ信號。

　�。常病鬏斀橘|(zhì)選光纖

　　當(dāng)傳遞數(shù)字信號或電平信號時，采用光纖作為傳輸介質(zhì)傳遞信號。以光波的形式傳遞信號，可以從根本上杜絕信號在傳輸過程中受到干擾；信號在光纖中以光速傳輸，光纖傳輸信號速度快；采用光纖可以節(jié)省有色金屬銅，也比電纜傳輸信號經(jīng)濟(jì)。

　�。常场「綦x

　　隔離是切除電磁輻射和傳導(dǎo)干擾的有效方法，可以避免干擾信號傳入下一級信號處理電路。隔離是指切斷信號的電氣傳播途徑，在信號傳輸?shù)倪^程中利用光或磁來耦合輸入信號。隔離可分為對模擬信號的隔離和對數(shù)字信號的隔離兩種信號隔離方法。常用的模擬信號的隔離措施為隔離放大器和隔離變壓器；常用的數(shù)字信號隔離方法采用光電耦合器，光電耦合器分普通型和高速型兩種。圖１為模擬信號隔離放大器ｉｓｏ１２４原理圖，圖２為雙通道高速數(shù)字信號光電耦合器原理圖。