发布时间：2023-10-12 17:43:01
绪论：一篇引人入胜的电磁辐射传播途径，需要建立在充分的资料搜集和文献研究之上。搜杂志网为您汇编了三篇范文，供您参考和学习。
随着科技的发展，变频器以节电、节能、可靠、高效的特性应用于工业控制的各个领域中，同时因其良好的调速、节能性能在钻井设备中也得到了广泛使用。但随之所带来的系统电磁干扰（EMI）日益严重，相应的抗干扰设计技术已变得越来越重要。变频器系统的干扰有时能直接造成系统硬件损坏，有时虽不能损坏系统的硬件，但常使微处理器的系统程序运行失控，导致控制失灵，造成设备和生产事故。
1 变频调速系统的干扰源
电磁干扰也称电磁骚扰，是以外部噪声和无用信号在接收中所造成的电磁干扰，通过电路传导和以场的形式传播的。变频器的整流桥对电网来说是非线性负载，它所产生的谐波会对同一电网的其他电子、电气设备产生谐波干扰。另外，变频器的逆变器大多采用PWM技术，当工作于开关模式并高速切换时，产生大量耦合性噪声。因此，变频器对系统内其他的电子、电气设备来说是电磁干扰源。
变频器能产生功率较大的谐波，对系统其他设备干扰性较强，其干扰途径与一般电磁干扰途径是一致的，主要分电磁辐射、传导、感应耦合。
（1）电磁辐射
变频器若非处在一个全封闭的金属外壳内，它即可通过空间向外辐射电磁波，其辐射场强取决于干扰源的电流强度、装置的等效辐射阻抗以及干扰源的发射频率。变频器的整流桥对电网来说是非线性负载，它所产生的谐波对接入同一电网的其它电子、电气设备产生谐波干扰。变频器的逆变桥大多采用PWM技术，当根据给定频率和幅值指令产生预期的和重复的开关模式时，其输出电压和电流的功率谱是离散的，且带有与开关频率相应的高次谐波群。高载波频率和场控开关器件的高速切换所引起的辐射干扰相当突出。当变频器的金属外壳带有缝隙或孔洞，则辐射强度与干扰信号的波长有关，当孔洞的大小与电磁波的波长接近时，会形成干扰辐射源向四周辐射，辐射场中的金属物体还可能形成二次辐射，同样，变频器外部的辐射也会干扰变频器的正常工作。
（2）传导
上述电磁干扰除了通过与其相连的导线向外部发射，也可通过阻抗耦合或接地回路耦合将干扰带入其它电路，与辐射干扰相比，其传播的路程可以很远。比较典型的传播途径是：接自工业低压网络的变频器所产生的干扰信号将沿着配电变压器进入中压网络，并沿着其它配电变压器最终又进入民用低压配电网络，使接自民用配电母线的电气设备成为远程的受害者。
（3）感应耦合
感应耦合是介于辐射与传导之间的第三条传播途径，当干扰源的频率较低时，干扰的电磁波辐射能力相当有限，而该干扰源又不直接与其它导体连接，但此时的电磁干扰能量可通过变频器的输入、输出导线与其相邻的其他导线或导体产生感应耦合，在邻近导线或导体内感应出干扰电流或电压。感应耦合可以由导体间的电容耦合的形式出现，也可以由电感耦合的形式或电容、电感混合的形式出现，这与干扰源的频率以及与相邻导体的距离等因素有关。
根据电磁性的基本原理，形成电磁干扰须具备电磁干扰源、电磁干扰途径、对电磁干扰敏感的系统等三个要素。为防止干扰，其总原则是抑制和消除干扰源、切断干扰对系统的耦合通道、降低系统对干扰信号的敏感性。具体措施如下：a）隔离：指从电路上把干扰源和易受干扰的部分隔离开来，使它们不发生电的联系。在变频调速传动系统中，通常是在电源和放大器电路之间的电源线上采用隔离变压器以免传导干扰，电源隔离变压器可应用噪声隔离变压器。b）滤波：为减少电磁噪声和损耗，在变频器输出侧可设置输出滤波器；为减少对电源的干扰，可在变频器输入侧设置输入滤波器。若线路中有敏感电子设备，可在电源线上设置电源噪声滤波器，以免传导干扰。c）屏蔽：屏蔽干扰源是抑制干扰的最有效的方法，通常变频器本身用铁壳屏蔽，不让其电磁干扰泄漏。输出线最好用钢管屏蔽，特别是以外部信号控制变频器时，要求信号线尽可能为20m以内，且信号线采用双芯屏蔽，并与主电路及控制回路完全分离，不能放于同一配管或线槽内，周围电子敏感设备线路也要求屏蔽。为使屏蔽有效，屏蔽罩必须可靠接地。d）接地：实践证明，接地往往是抑制噪声和防止干扰的重要手段，良好的接地方式可在很大程度上抑制内部噪声的耦合，防止外部干扰的侵入，提高系统的抗干扰能力。变频器的接地方式有多点接地、一点接地及经母线接地等几种形式，要根据具体情况采用，要注意不要因为接地不良而对设备产生干扰。e）正确安装：变频器对安装环境要求较高，一般变频器使用手册规定温度范围为最低温度-10℃，最高温度不超过50℃；变频器的安装海拔高度应小于1000m，超过此规定应降容使用；变频器不能安装在经常发生振动的地方，对振动冲击较大的场合，应采用加橡胶垫等防振措施；不能安装在电磁干扰源附近；不能安装在有灰尘、腐蚀性气体等空气污染的环境；不能安装在潮湿环境中，如潮湿管道下面，应尽量采用密封柜式结构，并且要确保变频器通风畅通，确保控制柜有足够的冷却风量，其典型的损耗数一般按变频器功率的3%来计算柜中允许的温升值。安装工艺要求：确保控制柜中的所有设备接地良好，应该使用短、粗的接地线连接到公共地线上；安装布线时将电源线和控制电缆分开，如果控制电路连接线必须和电源电缆交叉，应成90°交叉布线；使用屏蔽导线或双绞线连接控制电路时，确保未屏蔽之处尽可能短，条件允许时应采用电缆套管。
2 变频器控制系统设计与应用中注意的问题
（1）在设备排列布置时，应注意将变频器单独布置，尽量减少可能产生的电磁辐射干扰。在实际工程中应尽量将容易受干扰的弱电控制设备与变频器分开。
（2）变频器电源输入侧可采用容量适宜的空气开关作为短路保护，由于变频器内部有大电容，其放电过程较为缓慢，频繁操作将造成过电压而损坏内部元件。
（3）控制变频调速电机启/停通常由变频器自带的控制功能来实现，否则，频繁的操作可能损坏内部元件。
（4）除了控制系统与变频器之间必须的控制线外，尽量减少变频器与控制系统不必要的连线，以避免传导干扰。
（5）应注意限制最低转速。在低转速时，电机噪声增大，电机冷却能力下降，若负载转矩较大或满载，可能烧毁电机。确需低速运转的高负荷变频电机，应考虑加大额定功率，或增加辅助的强风冷却。
3 结束语
通过以上对变频器运行过程中存在的干扰问题的分析，提出了解决这些问题的实际方法。随着新技术和新理论不断在变频器上的应用，存在的这些问题有望通过变频器本身的功能和补偿来解决。随着工业现场和社会环境对变频器要求的不断提高，变频器的EMC问题一定会得到有效解决。
中图分类号：X3 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2013）04（b）-0069-01
现代社会已经进入信息化时代，随着计算机等各种高科技电气设备的增加，各种无线电技术的应用也逐渐广泛起来，卫星导航、电台、手机等的应用进入到千家万户，给人们带来方便的同时，也带来了电磁辐射方面的污染，长期使用这些设备会造成人体的免疫力下降，带来很多问题，因此，电磁辐射已经成为当今的四大公害之一。
1 电磁环境及电磁辐射源
所谓电磁环境是指在我们生活中所有的电磁设备的总和，这些设备的总和包括自然和人为两个方面，静态和动态两个基本的特征。[1]这种电磁辐射主要是由于不同电波之间的联系造成的。当电波的赫兹增大的时候，电磁波就会通过空气给周围的环境带来很大的影响，人长期在这种环境中生存，会对健康十分不利。一般来说，电磁辐射有两种，自然的电磁辐射主要是指自然界中的污染，比如闪电、火山等，这种情况会直接影响广大的用电地区，对其造成干扰，在我国就有被雷击的现象发生的事故。而人为的因素主要是指生活中的一些先进的电气设备，比如广播电视台、手机信号塔等，这些无线设备发出的电波会给生活带来困扰，甚至对当地的饮水带来危险，因此做好电磁环境的处理工作，抵制电磁辐射，是我们生活中必须关注的关键。
1.1 电力系统
现代社会经济的发展，越来越多的电气设备进入千家万户，而由于电荷作用的影响，电网的发展速度也很快，高压电路和一些无线的电磁波日益增多，这些增多的电气设备直接造成了我们生活的环境成为了电磁辐射环境，在生活的时候，会给临近地区产生严重的影响。
1.2 广播、电视发射系统
我们周围的广播和电视信号系统是主要的电磁辐射来源，为了生活的方便，这些大型的无线设备多建立在城市之中，在居民区形成很强的磁场，造成电磁辐射污染。
1.3 移动通信系统
手机的普遍使用带来了无线移动通信设备的发展，而这种移动通信基站是一个很强的辐射源，而且为了防止周围的干扰，辐射的高度在逐渐减低，上网的系统也逐渐增强，因此，各种的分布使得电磁辐射的范围更大，给生活造成了严重的威胁。
1.4 交通运输系统
我国的交通运输行业的发展迅速，但很多的交通运输系统也带来了辐射的威胁，特别是一些无轨电车和地铁进入我们的生活，更多的电磁辐射被制造出来，我们的生活已经成为一个很强的辐射范围，在这种范围下，人们的精神状态也会受到影响。
1.5 工业、医疗科研高频设备
除了以上几种辐射源之外，在医院和工业场所的辐射源更贴近人们的生活，医院里的x光具有很强的辐射，而一些工厂里的先进设备对人的身体会有很大的影响。
2 电磁辐射污染的危害
众所周知，城市中这些污染源会给健康带来危害，但由于这些污染源具有很强的作用，是生活中必不可少的，即使会产生更多的化学和物理作用，也要保留部分功能，而唯一可以采取的办法是进行改造工程，使其的辐射点降低，从而提升安全系数。
2.1 对无线电信号和通信系统的干扰
大功率无线电发射机产生的电磁干扰，可使附近的通信、广播、雷达导航、电视接收机的信噪迅速下降而无法工作。另外，雷电电磁脉冲每年都要酿成火灾、通信中断、电器设备毁坏等一些严重后果。
2.2 对武器装备的危害
军事上所用的无线电发射机和雷达能产生很强的电磁辐射场。这种辐射场能引起武器装备系统中的灵敏电子引爆装置提前启动，对制导导弹会偏离飞行弹道。国内外都发生过飞机偏航、坠毁或意外投弹的事故，而这些都是由于机载电子设备的干扰而引起。
2.3 对计算机系统潜在的危害
随着计算机应用的不断广泛，计算机系统已成为信息系统的重要存储库。但计算机在运行中会产生微弱的电磁辐射，如果这很小的泄漏被高灵敏度的接收系统接收，就会造成不可想象的极大损失。
2.4 对人体的危害
大量文献表明，低频电磁场可以明显影响人的植物神经功能，使其发生紊乱，表现为疲劳、神经衰弱、忧郁等症状；高频辐射对人体是引起中枢神经系统的机能障碍和以交感神经疲乏、紧张为主的植物神经紧张失调的主要作用，主要表现为头昏脑胀、记忆力减退、失眠多梦临床症状等。[2]
3 电磁辐射污染的主要防护措施
电磁污染的传播途径有两种，一是通过空间直接辐射，二是借助电磁耦合线路传导。环境而言，防辐射重点是空间隔离方式，主要是将电磁辐射的强度减小或是降低到一定的范围之内，目前，对电磁辐射污染主要有以下几种防护措施：屏蔽辐射源、吸收防护、射频接地、采取综合性防治措施。[3]
3.1 屏蔽辐射源
采取各种措施，降电磁波控制在一定的范围内。主要是利用屏蔽材料对电磁波进行反射与吸收，使传递到屏蔽材料上的电磁波一部分被反射，又有一部分被屏蔽材料吸收，让能透过屏蔽体的电磁强度大幅衰减，从而减少对人以及环境的损害。
3.2 吸收防护
利用某些物质构成电磁波的吸收部件，分为谐振吸收部件和匹配性吸收部件。
3.3 射频接地
将屏蔽体或屏蔽部件内由于感应生成的射频电流迅速导入大地，使屏蔽体不致成为射频的二次辐射源，以保证高频率的屏蔽作用，达到安全并实用的目的。
3.4 采取综合性防治措施
国家要制定并执行电磁辐射安全标准，对产生电磁波的工业设备产品提出严格的设计指标，要尽量减少电磁设备外漏情况，为防护电磁辐射提供良好条件；加强城市规划，实行区域控制，工业隔离布局，使电磁辐射源远离居民区；同时加强设备管理以及环境的整治。
4 结语
总而言之，现代社会，电磁环境对人的影响非常大，而随着更多现金技术的产生，我国的电磁环境会变得更加复杂，为了更好地进行无线沟通，我们需要采取一定的措施，解决这一问题。因此，加强电磁辐射污染的保护，做好其治理和检测工程，应该成为人们生活的共识，需要高度重视。
参考文献
1 变频调速系统的主要电磁干扰源及途径
1.1 主要电磁干扰源
电磁干扰也称电磁骚扰（EMI），是外部噪声和无用信号在接收中所造成的电磁干扰，通常是通过电路传导和以场的形式传播的。变频器的整流桥对电网来说是非线性负载，它所产生的谐波会对同一电网的其他电子、电气设备产生谐波干扰。另外，变频器的逆变器大多采用PWM技术，当其工作于开关模式并作高速切换时，产生大量耦合性噪声。因此，变频器对系统内其他的电子、电气设备来说是一个电磁干扰源。
1.2 电磁干扰的途径
变频器能产生功率较大的谐波，对系统其他设备干扰性较强。其干扰途径与一般电磁干扰途径是一致的，主要分空间辐射干扰即电磁辐射干扰、传导、感应耦合。
1.2.1 电磁辐射
变频器如果不是处在一个全封闭的金属外壳内，它就可以通过空间向外辐射电磁波。其辐射场强取决于干扰源的电流强度、装置的等效辐射阻抗以及干扰源的发射频率。变频器的整流桥对电网来说是非线性负载，它所产生的谐波对接入同一电网的其它电子、电气设备产生谐波干扰。变频器的逆变桥大多采用PWM技术，当根据给定频率和幅值指令产生预期的和重复的开关模式时，其输出的电压和电流的功率谱是离散的，并且带有与开关频率相应的高次谐波群。高载波频率和场控开关器件的高速切换（dv/dt可达1kV/μs以上）所引起的辐射干扰问题相当突出。
当变频器的金属外壳带有缝隙或孔洞，则辐射强度与干扰信号的波长有关，当孔洞的大小与电磁波的波长接近时，会形成干扰辐射源向四周辐射。而辐射场中的金属物体还可能形成二次辐射。同样，变频器外部的辐射也会干扰变频器的正常工作。
1.2.2 传导
上述的电磁干扰除了通过与其相连的导线向外部发射，也可以通过阻抗耦合或接地回路耦合将干扰带入其它电路。与辐射干扰相比，其传播的路程可以很远。比较典型的传播途径是：接自工业低压网络的变频器所产生的干扰信号将沿着配电变压器进入中压网络，并沿着其它的配电变压器最终又进入民用低压配电网络，使接自民用配电母线的电气设备成为远程的受害者。
1.2.3 感应耦合
感应耦合是介于辐射与传导之间的第三条传播途径。当干扰源的频率较低时，干扰的电磁波辐射能力相当有限，而该干扰源又不直接与其它导体连接，但此时的电磁干扰能量可以通过变频器的输入、输出导线与其相邻的其他导线或导体产生感应耦合，在邻近导线或导体内感应出干扰电流或电压。感应耦合可以由导体间的电容耦合的形式出现，也可以由电感耦合的形式或电容、电感混合的形式出现，这与干扰源的频率以及与相邻导体的距离等因素有关。
2 谐波干扰及其途径
2.1 谐波使电网中的电器元件产生了附加的谐波损耗，降低了输变电及用电设备的效率。
2.2 谐波可以通过电网传导到其他的用电器，影响了许多电器设备的正常运行，比如谐波会使变压器产生机械振动，使其局部过热、绝缘老化、寿命缩短，以至于损坏；还有传导来的谐波会干扰电器设备内部软件或硬件的正常运转。
2.3 谐波会引起电网中局部的串联或并联谐振，从而使谐波放大。
2.4 谐波或电磁辐射干扰会导致继电器保护设置的误动作，使电器仪表计量不准确，甚至无法正常工作。
3 抗电磁干扰的措施
根据电磁性的基本原理，形成电磁干扰（EMI）须具备电磁干扰源、电磁干扰途径、对电磁干扰敏感的系统等三个要素。为防止干扰，可采用硬件和软件的抗干扰措施。其中，硬件抗干扰是最基本和最重要的抗干扰措施，一般从抗和防两方面入手来抑制干扰，其总原则是抑制和消除干扰源、切断干扰对系统的耦合通道、降低系统对干扰信号的敏感性。具体措施在工程上可采用隔离、滤波、屏蔽、接地等方法。
3.1 隔离
所谓干扰的隔离是指从电路上把干扰源和易受干扰的部分隔离开来，使它们不发生电的联系。在变频调速传动系统中，通常是在电源和放大器电路之间的电源线上采用隔离变压器以免传导干扰，电源隔离变压器可应用噪声隔离变压器。
3.2 滤波
变频器在运行中产生的高次谐波会对电网产生影响，使电网波形严重畸变，可能造成电网压降很大、电网功率因数较低，大功率的变频器应特别的注意。一般的解决方法主要采用无功率补偿装置以调节功率因数，同时根据具体情况在电源进线端和接负载侧同时采取加装电抗滤波器，以尽量减少对电网的影。
3.3 屏蔽
屏蔽干扰源是抑制干扰的最有效的方法。应尽量采取把变频器全封闭在金属壳内，金属外壳可靠的接地，以减少通过空间对外辐射电磁波，降低对其他设备的干扰，特别是对电子线路和设备的干扰。
3.4 接地
实践证明，接地往往是抑制噪声和防止干扰的重要手段。良好的接地方式可在很大程度上抑制内部噪声的耦合，防止外部干扰的侵入，提高系统的抗干扰能力。变频器的接地方式有多点接地、一点接地及经母线接地等几种形式，要根据具体情况采用，要注意不要因为接地不良而对设备产生干扰。
3.5 正确安装
由于变频器属于精密的功率电力电子产品，其现场安装工艺的好坏也影响着变频器的正常工作。正确的安装可以确保变频器安全和无故障运行。
4 抑制谐波的对策
4.1 增加变频器供电电源内阻抗
通常电源设备的内阻抗可以起到缓冲变频器直流滤波电容的无功功率的作用，内阻抗越大，谐波含量越小，这种内阻抗就是变压器的短路阻抗。因此选择变频器供电电源时，最好选择短路阻抗大的变压器。
4.2 输入电抗器
在变频器的输入电流中，频率较低的谐波分量（5次谐波、7次谐波、11次谐波、13次谐波等）所占的比重是很高的，它们除了可能干扰其他设备的正常运行之外，还因为它们消耗了大量的无功功率，使线路的功率因数大为下降。在输入电路内串入交流直流电抗器后，进线电流的THDv大约降低30%～50%，是不加电抗器谐波电流的一半左右。
4.3 输出电抗器
在变频器到电动机之间增加交流电抗器，主要目的是减少变频器的输出在能量传输过程中，线路产生的电磁辐射。该电抗器必须安装在距离变频器最近的地方，尽量缩短与变频器的引线距离。
4.4 在系统线路中设置滤波器
滤波器的作用是为了抑制干扰信号从变频器通过电源线传导干扰到电源从电动机。为减少电磁噪声和损耗，在变频器输出侧可设置输出滤波器；为减少对电源干扰，可在变频器输入侧设置输入滤波器。
4.5 采用多相脉冲整流
在条件允许或是要求谐波限制在比较小的情况下，可采用多相整流的方
4.6 采用变压器多项运行
通用变频器为六脉波整流器，因此产生的谐波较大。如果采用变压器多相运行，使相位角互差30°，如Y―、―组合的变压器构成12脉波的效果，可减小低次谐波电流，很好地抑制谐波。
5 结束语
以上通过对变频器运行过程中存在的干扰问题的分析，提出了解决这些问题的具体措施。随着科学技术的不断发展，变频器应用存在的这些问题会逐步消化解决，变频器的性能将会逐步提高，满足人们需要。
