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你了解电子仪器的漏感与电磁干扰之间的关系吗?

       在施工现场,变频器受电磁干扰影响的问题比较普遍,有时候甚至严重到影响控制系统的使用。变频器的运作原理决定了受电磁干扰的影响。究其原因,较终可归结到漏感上。也就是漏感与电磁干扰存在因果关系。漏感,指线圈所产生的磁力线不能都通过次级线圈,因此产生漏磁的电感现象。也就是变压器初次级在耦合的过程中漏掉的那一部份磁通。


       漏感是由于某些初级(次级)磁通没有通过磁芯耦合到次级(初级),而是通过空气闭合返回到初级(次级)而产生的。导线的电导率大约为空气电导率的109倍,而变压器用的铁氧体磁芯材料的磁导率大约只有空气磁导率的104倍。因此磁通在通过铁氧体磁芯构成的磁路时,就会有一部分漏入空气,在空气中形成闭合磁路,从而产生漏磁。而且随着工作频率的提高,所使用的铁氧体磁芯材料的磁导率会降低。因此在高频下,这种现象更为明显。


     
  漏感是电子仪器的一项重要指标,对开关电源性能指标的影响很大。漏感的存在,使开关器件截止瞬间会产生反电动势,容易把开关器件过压击穿;漏感还可以与电路中的分布电容以及变压器线圈的分布电容组成振荡回路,使电路产生振荡并向外辐射电磁能量,造成电磁干扰。


       变频器包括整流电路和逆变电路,输入的交流电经过整流电路和平波回路,转换成直流电压,再通过逆变器把直流电压变换成不同宽度的脉冲电压(称为脉宽调制电压,PWM)。用这个PWM电压驱动电机,就可以起到调整电机力矩和速度的目的。这种工作原理会引发谐波干扰、射频传导发射干扰和射频辐射干扰。


      
射频传导发射干扰。由于负载电压为脉冲状,因此变频器从电网吸取电流也是脉冲状,这种脉冲电流中包含了大量的高频成分,形成射频干扰,这种干扰的特征是会对使用同一个电网的设备形成干扰,而与设备与变频器之间的距离无关;


       谐波干扰。整流电路会产生谐波电流,这种谐波电流在供电系统的阻抗上产生电压降,导致电压波型发生畸变,这种畸变的电压对于许多电子设备形成干扰(因为大部分电子设备仅能工作在正弦波电压条件下),常见的电压畸变是正弦波的顶部变平。谐波电流一定时,电压畸变在弱电源的情况下更加严重,这种干扰的特征是会对使用同一个电网的设备形成干扰,而与设备与变频器之间的距离无关;


       射频辐射干扰。射频辐射干扰来自变频器的输入电缆和输出电缆。在上述的射频传导发射干扰的情形中,变频器的输入输出电缆上有射频干扰电流时,由于电缆相当于天线,必然会产生电磁波辐射,产生辐射干扰。变频器输出电缆上传输的PWM电压,同样包含丰富的高频的成分,会产生电磁波辐射,形成辐射干扰。辐射干扰的特征是,当其他电子设备靠近变频器时,干扰现象变得严重。


       减少漏感方法诸多,比如:将每一组绕组都绕紧,且分布平均;引出线的地方中规中矩,尽量成直角,紧贴骨架壁;未能绕满一层的要平均疏绕满一层;绝缘层尽量减少,满足耐压要求及可;如空间有余,可考虑加长型的骨架,尽量减少厚度;在输出与输入电压都比较低的情况下,又要求漏感非常小,如驱动变压器,可以采用双线并绕,同时采用窗口宽高比较大的磁芯,象罐型,RM型,PM铁氧体磁性,这样在窗口中磁场强度很低,可以获得较小的漏感。

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