关于变频器抗干扰措施的分析(二)
日期：2008-5-20 23:33:09 来源：本站整理
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3. 滤波技术
滤波器技术是由电感、电容、电阻或铁氧体器件构成的频率选择性二端口网络，可以插入传输线中，抑制不需要的频率进行传播。低通滤波器是电磁兼容技术中采用最多的一种滤波器。
3.1 反射式滤波器
由电感电容等器件组成，把不希望的频率反射回噪声源，所以称之为反射式滤波器。
3.1.1电容滤波器
电容滤波器可以用来滤除差模噪声，也可以用来滤除共模噪声，只是接法不同。电容器如果并联接在设备的交流电源进线间可以滤除电源线上的差模高频噪声；如果并接在印刷电路板上的数字集成芯片的正负电源引脚间则起到去耦作用，给高速开关电路提供一个高频通道，以免把高频噪声传导到电源中去，抑制差模噪声。如果，并接在导线和地之间就构成了共模滤波器。
3.1.2 电感滤波器
作为滤波器使用的电感线圈有两种：
一种是差模扼流圈，用来抑制差模高频噪声；
一种是共模扼流圈，用于抑制共模高频噪声。
3.1.3电源滤波器
电源滤波器的作用是双向的，它不仅可以阻止电网中的噪声进入设备，也可以抑制设备产生的噪声污染电网。
3.2 吸收式滤波器
吸收式滤波器是由有耗器件构成的，在阻带内吸收噪声的能量转化为热损耗，从而起到滤波的作用。
铁氧体吸收性滤波器是目前应用发展很快的一种低通滤波器，已广泛应用于各种电路中。用于电磁噪声抑制的铁氧体是一种磁性材料，由铁、镍、锌氧化物混合而成的具有很高的电导率，较高的磁导率。根据不同的场合铁氧体滤波器可以做成多种形式：
使用铁氧体磁环时应注意以下问题：
1）电缆或导线应与环内径密贴，不要留太大的空隙，这样导线上的电流产生的磁通可基本都集中在磁环内，从而增加滤波效果。
2）磁环越长阻抗越大，如果一个磁环不起作用可以多穿几个磁环。
磁环可用在以下场合：
1）磁环可套在交流电源线对、直流电源线对、信号线对上，也可套在电缆线上用于抑制共模噪声。
2）磁环可套在高频元件引脚上， 防止电路产生高频振荡。
但是滤波器的最终效果与滤波器的选用和安装关系密切。一个好的滤波器很可能因为安装不当而起不到应有的作用。滤波器应直接安装在装置上，并按滤波器的使用要求进行安装布线，这样才能使滤波器发挥应有的作用，如只能将滤波器安装在屏架上，则需设计人员和安装人员认真安排，精心施工，滤波器的输入线和输出线一定要分开，输出线和其它可能产生干扰的回路一定要远离，输出线越短越好，防止在外暴露过长，重新接收或耦合干扰，滤波器的外壳要良好接地，以保证其滤波效果。
4． 屏蔽技术
4.1 屏蔽的机理和分类
屏蔽：用导电或导磁体的封闭面将其内外两侧空间进行的电磁性隔离。
屏蔽的分类：
1）低频磁场屏蔽（100kHz以下）
原理：利用高导磁材料具有低磁阻的特性，使磁场尽可能通过磁阻很小的屏蔽壳体，而尽量不扩散到外部空间。
材料：通常用铁磁性材料，如铁，硅钢片，坡莫合金等
影响屏蔽效能的因素：磁导率越高，厚度越厚，屏蔽效能越高；从经济考虑，采用多层屏蔽。
实际注意的问题：屏蔽体的开缝方向与磁场方向相同，开缝越窄越好。接地。
1）电磁场屏蔽
原理：电磁感应现象，在外界交变电磁场的作用下，通过电磁感应，屏蔽壳体内产生感应电流，这感应电流在屏蔽空间又产生了与外界电磁场方向相反的电磁场，从而抵消了外界电磁场，产生屏蔽效果。
材料：金属良导体（导电率高），如铜，铝等。
影响屏蔽效能的因素：电导率越高，频率越高，效果越好；与厚度无关。
应用：屏蔽壳体开缝方向与涡流方向相同，适用于高频，接地，屏蔽壳体各部分有良好的电气连接。
2）电场屏蔽
静电场：静止电荷产生
交变电场：电荷流动产生，随时间变化
只要把任何很薄的金属体接地就能达到良好的效果。
4.2 改善孔缝屏蔽的方法
孔缝长度或圆孔直径要求：l < λ/10～λ/100
目标：减小对涡流的阻挡，使各个方向的涡流都能比较顺利的通过。
方法：
1）导电衬垫
具有良好的导电性和弹性，用于两块金属板的连接处，可以减少缝隙，保持电金属板之间的连续性，从而增加屏蔽效能。
2）金属丝网
设备的通风口处经常覆盖一层金属丝网，既能保持通风，又能起到屏蔽的作用，用于屏蔽要求不太高的场合。
3）截至波导
对电磁波而言是高通滤波器，具有确定的截至频率。常组合在一起做成通风窗，还可用在面板上安装可变电容。
由于电源滤波器存在大容量的电容支路，因此当滤波器插入到电网时，地回路将感生有害的感应电压。特别是在装有漏电保护装置的电源系统中，一旦插入电源滤波器，电源系统会立刻出现跳闸和报警。为了去除这种感应电压，应在滤波器前面靠电网侧直接增设一个屏蔽隔离变压器。
信号连接
为了防止干扰波沿信号线传输耦合，一般来说，应在各信号线出、入屏蔽体处采取滤波、隔离措施。
1）LC滤波
2）光电隔离：信号线穿越屏蔽层时，用光信号替代电信号传输，隔断干扰的电传导耦合。
3）直接引入：采用多芯屏蔽电缆和双层屏蔽或三层屏蔽同轴电缆，以及相应的连接器（装在屏蔽体上）；另一种解决方法是：采用钢板屏蔽导管，将信号线敷设在屏蔽导管中。
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3. 滤波技术
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滤波器技术是由电感、电容、电阻或铁氧体器件构成的频率选择性二端口网络，可以插入传输线中，抑制不需要的频率进行传播。低通滤波器是电磁兼容技术中采用最多的一种滤波器。
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3.1 反射式滤波器
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由电感电容等器件组成，把不希望的频率反射回噪声源，所以称之为反射式滤波器。
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3.1.1电容滤波器
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电容滤波器可以用来滤除差模噪声，也可以用来滤除共模噪声，只是接法不同。电容器如果并联接在设备的交流电源进线间可以滤除电源线上的差模高频噪声；如果并接在印刷电路板上的数字集成芯片的正负电源引脚间则起到去耦作用，给高速开关电路提供一个高频通道，以免把高频噪声传导到电源中去，抑制差模噪声。如果，并接在导线和地之间就构成了共模滤波器。
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3.1.2 电感滤波器
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作为滤波器使用的电感线圈有两种：
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一种是差模扼流圈，用来抑制差模高频噪声；
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一种是共模扼流圈，用于抑制共模高频噪声。
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3.1.3电源滤波器
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电源滤波器的作用是双向的，它不仅可以阻止电网中的噪声进入设备，也可以抑制设备产生的噪声污染电网。
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3.2 吸收式滤波器
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吸收式滤波器是由有耗器件构成的，在阻带内吸收噪声的能量转化为热损耗，从而起到滤波的作用。
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铁氧体吸收性滤波器是目前应用发展很快的一种低通滤波器，已广泛应用于各种电路中。用于电磁噪声抑制的铁氧体是一种磁性材料，由铁、镍、锌氧化物混合而成的具有很高的电导率，较高的磁导率。根据不同的场合铁氧体滤波器可以做成多种形式：
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使用铁氧体磁环时应注意以下问题：
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1）电缆或导线应与环内径密贴，不要留太大的空隙，这样导线上的电流产生的磁通可基本都集中在磁环内，从而增加滤波效果。
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2）磁环越长阻抗越大，如果一个磁环不起作用可以多穿几个磁环。
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磁环可用在以下场合：
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1）磁环可套在交流电源线对、直流电源线对、信号线对上，也可套在电缆线上用于抑制共模噪声。
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2）磁环可套在高频元件引脚上， 防止电路产生高频振荡。
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但是滤波器的最终效果与滤波器的选用和安装关系密切。一个好的滤波器很可能因为安装不当而起不到应有的作用。滤波器应直接安装在装置上，并按滤波器的使用要求进行安装布线，这样才能使滤波器发挥应有的作用，如只能将滤波器安装在屏架上，则需设计人员和安装人员认真安排，精心施工，滤波器的输入线和输出线一定要分开，输出线和其它可能产生干扰的回路一定要远离，输出线越短越好，防止在外暴露过长，重新接收或耦合干扰，滤波器的外壳要良好接地，以保证其滤波效果。
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4． 屏蔽技术
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4.1 屏蔽的机理和分类
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屏蔽：用导电或导磁体的封闭面将其内外两侧空间进行的电磁性隔离。
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屏蔽的分类：
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1）低频磁场屏蔽（100kHz以下）
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原理：利用高导磁材料具有低磁阻的特性，使磁场尽可能通过磁阻很小的屏蔽壳体，而尽量不扩散到外部空间。
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材料：通常用铁磁性材料，如铁，硅钢片，坡莫合金等
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影响屏蔽效能的因素：磁导率越高，厚度越厚，屏蔽效能越高；从经济考虑，采用多层屏蔽。
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实际注意的问题：屏蔽体的开缝方向与磁场方向相同，开缝越窄越好。接地。
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1）电磁场屏蔽
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原理：电磁感应现象，在外界交变电磁场的作用下，通过电磁感应，屏蔽壳体内产生感应电流，这感应电流在屏蔽空间又产生了与外界电磁场方向相反的电磁场，从而抵消了外界电磁场，产生屏蔽效果。
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材料：金属良导体（导电率高），如铜，铝等。
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影响屏蔽效能的因素：电导率越高，频率越高，效果越好；与厚度无关。
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应用：屏蔽壳体开缝方向与涡流方向相同，适用于高频，接地，屏蔽壳体各部分有良好的电气连接。
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2）电场屏蔽
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静电场：静止电荷产生
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交变电场：电荷流动产生，随时间变化
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4.2 改善孔缝屏蔽的方法
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孔缝长度或圆孔直径要求：l < λ/10～λ/100
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目标：减小对涡流的阻挡，使各个方向的涡流都能比较顺利的通过。
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方法：
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1）导电衬垫
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具有良好的导电性和弹性，用于两块金属板的连接处，可以减少缝隙，保持电金属板之间的连续性，从而增加屏蔽效能。
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2）金属丝网
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设备的通风口处经常覆盖一层金属丝网，既能保持通风，又能起到屏蔽的作用，用于屏蔽要求不太高的场合。
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3）截至波导
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对电磁波而言是高通滤波器，具有确定的截至频率。常组合在一起做成通风窗，还可用在面板上安装可变电容。
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由于电源滤波器存在大容量的电容支路，因此当滤波器插入到电网时，地回路将感生有害的感应电压。特别是在装有漏电保护装置的电源系统中，一旦插入电源滤波器，电源系统会立刻出现跳闸和报警。为了去除这种感应电压，应在滤波器前面靠电网侧直接增设一个屏蔽隔离变压器。
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信号连接
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为了防止干扰波沿信号线传输耦合，一般来说，应在各信号线出、入屏蔽体处采取滤波、隔离措施。
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1）LC滤波
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2）光电隔离：信号线穿越屏蔽层时，用光信号替代电信号传输，隔断干扰的电传导耦合。
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3）直接引入：采用多芯屏蔽电缆和双层屏蔽或三层屏蔽同轴电缆，以及相应的连接器（装在屏蔽体上）；另一种解决方法是：采用钢板屏蔽导管，将信号线敷设在屏蔽导管中。
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