摘要：本文主要介紹了注塑機變頻節(jié)能系統(tǒng)產(chǎn)生電磁干擾問題的主要原因，具體實施解決方案，解決方案原理分析及日常變頻器應(yīng)用環(huán)境中常見EMC整改措施。雖然本文闡述的只是一個具體的變頻器應(yīng)用EMC解決方案，但是可以起到舉一反三的作用，對其它的變頻器應(yīng)用中電磁兼容問題的解決也能起到很好的參考作用，這里沒有高深的理論，只有淺顯的道理。

1引言

注塑機和變頻器配套使用，可以達到節(jié)約能源（其節(jié)電率可達25%～65%），提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，降低油污染和噪聲污染，延長機器使用壽命等優(yōu)點，從而得到了廣泛的應(yīng)用，為此采取成本低廉，合理實用的EMC解決方案，將成為保證設(shè)備正常可靠運行的關(guān)鍵。

2注塑機電磁干擾的危害

（1）注塑機存在很多弱電信號電路，而這些弱電信號供電電路又與變頻器共用一個電源（通常，變頻器電源端在采取簡單的EMC措施后，其電源端傳導(dǎo)干擾還很大，如圖1所示。此時弱電信號電路將非常脆弱，如不采取措施往往將非常容易被干擾，特別是傳感系統(tǒng)反饋回來的信號（這個反饋回來的信號要求精度相當(dāng)高），稍被干擾，就會影響反饋信號的精度，從而使注塑機注塑不到位，影響設(shè)備的正常使用。

圖1普通變頻器在采取簡單的EMC措施后電源端的傳導(dǎo)干擾頻譜圖

（2）由于變頻器的逆變部分高速開和關(guān)及變頻器開關(guān)電源部分開關(guān)管的高速開和關(guān)及時鐘，通訊部分電路的工作和傳輸，將產(chǎn)生非常大的輻射干擾信號，具體如圖2所示，如不采取措施，注塑機部分靠近變頻器的信號電纜及信號電路，將成為被干擾的受害對象，從而影響設(shè)備的正常可靠運行，如果變頻器或者周邊設(shè)備發(fā)射的信號頻率剛好與注塑機控制部分某根信號電纜形成一定比例，將有可能達到100%接收的可能性，這個時候?qū)⒎浅？膳拢盘栯娎|本身傳輸?shù)挠杏眯盘枌⒈桓蓴_信號覆蓋，從而使設(shè)備產(chǎn)生誤動作，如果信號電纜在空閑時，就算沒有100%接收到干擾信號，其干擾信號被放大之后，也將可能使設(shè)備產(chǎn)生誤動作。

圖2普通變頻器在采取簡單的EMC措施后,天線在5m處接收到的輻射干擾頻譜圖

（3）其次還有諸如諧波干擾，閃爍干擾等。

3注塑機變頻節(jié)能系統(tǒng)常見EMC解決方案

3.1常見EMC解決方案示意圖

常見EMC解決方案示意圖如圖3所示。

圖3常見EMC解決方案示意圖

3.2EMC解決方案圖原理分析：

（1）關(guān)于選用磁環(huán)材料和串繞匝數(shù)

磁環(huán)1、2、4、5、6、7推薦使用錳鋅鐵氧體，串繞匝數(shù)越多越好，但也有飽和點，主要用于抑制傳導(dǎo)干擾（由于錳鋅鐵氧體磁導(dǎo)率高，通過增加穿過磁環(huán)的匝數(shù)，其磁導(dǎo)率更高，對低頻傳導(dǎo)干擾信號呈現(xiàn)阻抗也越大，此時，由于寄生電容增加，其高頻阻抗減少，對高頻輻射干擾效果不明顯，故錳鋅鐵氧體一般用來抑制低頻傳導(dǎo)干擾）。

磁環(huán)3推薦使用鎳鋅鐵氧體，串繞匝數(shù)一般3匝左右即可，主要用于抑制高頻輻射干擾（同理，由于鎳鋅鐵氧體，磁導(dǎo)率低，低頻阻抗少，而高頻阻抗大，故鎳鋅鐵氧體主要用來抑制輻射干擾）。

還可以提到一個問題的是，在EMC調(diào)試中，經(jīng)常會發(fā)現(xiàn)，當(dāng)在某根電纜串繞一個磁環(huán)時，然后再去測試騷擾功率，此時，可以從頻譜圖上發(fā)現(xiàn)，某些頻率段的dB值減少，而某些頻率段的dB值反而增加了。在這里筆者可以這樣解釋：當(dāng)電纜穿過鐵氧體時的等效電路在低頻和高頻時是不同的，在低頻時主要呈電感特性，高頻時是隨頻率變化的電阻。我們知道，電感本身并不消耗能量，而僅儲存能量，因此，電感會與電路中的電容構(gòu)成諧振電路，使某些頻率上的干擾增強，而電阻是要消耗能量的，從而從實質(zhì)上減少干擾。

（2）使用隔離變壓器的好處

●隔離原副邊上的電氣連接，起到安全保護作用；

●減少輸入端引入的干擾，同時對外界干擾也將減少。

（3）接地

在實際的EMC調(diào)試中，我們經(jīng)常會發(fā)現(xiàn)，良好的接地有時可以起到意想不到的效果，但有時，卻使干擾比之前更惡劣了，具體可以來看這樣一個例子（參見圖3），從傳感系統(tǒng)到變頻器AI1輸入端子間，通常使用屏蔽電纜，這時如果將屏蔽電纜單端接地到變頻器外殼地，我們往往會發(fā)現(xiàn)，變頻器AI1輸入端子零漂更嚴重了，這樣形成的后果是，注塑機注塑不到位，無法完成注塑。這個時候，可以用非常簡單的道理來解釋這個原因：原本的出發(fā)點是通過屏蔽線接地，將屏蔽線上屏蔽的干擾信號導(dǎo)入到地，從而使屏蔽效果更好，但是此時糟糕的是，這個地已經(jīng)被其它共模干擾污染的相當(dāng)嚴重，這時原本比較干凈的屏蔽電纜，正好提供了部分共模干擾泄放的回路，使原本相對來說干凈的屏蔽電纜被共模干擾污染了，從而使干擾更加嚴重。所以圖3中從傳感系統(tǒng)到AI1端子間和DI1及故障輸出到控制系統(tǒng)間，采用屏蔽電纜，但屏蔽電纜不接地，這樣可以起到屏蔽磁場的作用（注意對磁場屏蔽時其屏蔽電纜可以不接地）。屏蔽電纜接地一般遵從以下原則：強電屏蔽電纜要求良好接地，二次電路通訊、反饋回路屏蔽電纜不能與強電電纜共用一個地，如果接地，就要接到相對干凈的地（電磁干擾較小的地）。

（4）濾波器的選用及使用注意事項

在選用濾波器時，至少要知道五個參數(shù)：

插入損耗（插入損耗有共模插入損耗和差模插入損耗之分），抑制頻率范圍，工作電壓范圍，額定工作電流，絕緣電壓等。

然后根據(jù)自己的需要進行合理選擇。在安裝時注意以下事項：

●濾波器要就近靠近被濾波部分安裝；

●濾波器的輸入輸出線不要靠得太近；

●濾波器的接地端子要接到機箱或大金屬板上，比較好是外殼大面積地貼在金屬機箱導(dǎo)電表面上。

4變頻器應(yīng)用現(xiàn)場常用EMC對策

（1）在電機線30m內(nèi)，可以考慮通過降低變頻器的載波來減輕干擾，這個辦法，有時候往往也是比較容易操作，比較無奈的辦法之一，通常將載波頻率控制在3kHz左右還是可以接受的（載波頻率減少，電機噪聲增大，而變頻器輸出線與線間漏電流減少）。

（2）檢查接地線

濾波器地一定要與被濾波部分良好地接到一個公共地上；

高頻信號電纜（300kHz以上的信號）采用多點接地，低頻信號電纜（300kHz以下的信號）采用單點接地，高低頻信號混合的地方采用混合接地；

斷開或接上接地線進行現(xiàn)場試驗；

加大接地面積，盡量減短接地線或者接地片。

（3）關(guān)鍵信號電纜分別串繞一個錳鋅鐵氧體和鎳鋅鐵氧體磁環(huán)，注意串繞磁環(huán)時，一定要就近被干擾部分電路串繞。

（4）RST輸入加裝濾波器或串繞磁環(huán)。

（5）電機電纜長度超過100m的，加裝輸出濾波器或電抗器。

5結(jié)束語

總之，現(xiàn)場的EMC調(diào)試與電路板上EMC調(diào)試完全不一樣，我們不可能在現(xiàn)場對電路板進行整改。在現(xiàn)場，一定快速而準確地定位問題點，然后采取措施，這個時候，往往只是解決了表面上的問題，而電路板整改，通常要深究問題點，然后從原理上去解決問題，說白了，這個時候，我們是要從根本上解決問題。同時，無論是現(xiàn)場EMC調(diào)試還是電路板上的EMC調(diào)試，一定不要忽略每一個細小的環(huán)節(jié)，有時往往是我們忽略的地方，卻能起到關(guān)鍵性的作用。