科普变频器小知识：EMC规则

各种工厂设备采用变频调速时，会在变频器（VFD）的电源侧和电机侧产生谐波干扰，对VFD附近的供电网络和其他用电设备造成电磁骚扰。另外，为了保证VFD的长期可靠运行，VFD的接线非常重要。

什么是EMC？

EMC就是“滤波器”。是指电气设备在电磁环境中良好的工作能力，不能对工作在该环境中的其他设备产生不可接受的电磁干扰。

噪声发射和抗扰度

EMC由两个与电气设备相关的特性决定：噪声发射和抗干扰程度。噪声发射和抗干扰程度的规定限制取决于电气设备的应用环境。一般分为第一类环境（民用环境）和第二类环境（工业环境）。在民用环境中，即当电气设备进入公共供电系统时，对噪声发射有严格的规定，但可能要求较低的抗干扰程度；相反，在工业环境中，电气设备的噪声抗干扰程度较高，但噪声发射程度较低。

如果电气设备是系统的一部分，则不需要从一开始就满足任何发射和抗干扰的要求，但整个系统必须满足相关电磁兼容性的要求。一般来说，电气设备必须具有抑制高频和低频干扰的能力。其中，高频干扰主要包括静电放电（ESD）、脉冲干扰和电磁场的发射频率。低频干扰主要是指电源电压波动、欠压和频率不稳定。

VFD及其电磁兼容性

通常情况下，VFD可以在可能存在高电磁干扰(EMI)的工业环境中工作。此时，它是噪声发射器，也可能是噪声接收器。

（1） VFD为噪声排放源

电机电缆和电机内部存在寄生电容Cp，所以VFD PWM输出电压波形的开关翼通过寄生电容产生高频脉冲噪声电流Is，使得VFD成为噪声源。由于噪声电流Is的来源是VFD，它必须流回VFD。图中ZE为大地阻抗，ZN为电力电缆与大地之间的阻抗。噪声流经这两个阻抗产生的压降会影响同一电网上的其他设备，造成干扰。此外，VFD的整流部分也会产生低频谐波，导致电网电压畸变。当电网短路阻抗小于1%时，建议增加串联电抗器抑制低频干扰。具体谐波成分见下表。

对于高频干扰，如果高频噪声电流具有正确的通道，则高频噪声可以被抑制。如果使用非屏蔽电机电缆，高频噪声电流Is会以不确定的路径回流到VFD，在这个回路中会产生高频元件的压降，影响其他设备。为了使高频噪声电流沿着一定的路线流回VFD,有必要使用屏蔽电机电缆。电缆屏蔽必须连接到VFD外壳和电机外壳。当高频噪声电流Is必须流回VFD时，屏蔽层形成最有效的通道。

虽然噪声电流在ZE上不会有压降，但在电源阻抗ZN上会有压降，会影响其他用电设备。

所以应该在VFD的输入端安装无线电干扰抑制滤波器，这样回流到电源的噪声电流会大大减少。

（2）VFD作为噪声接收器

当VFD用作噪声接收器时，高频噪声电流Is可以通过电位和耦合电容进入VFD，在阻抗Zi两端产生压降，产生干扰噪声。为此，最有效的方法是将噪声源与信号电缆严格隔离，信号电缆的屏蔽必须两端接地。