2023.04科学技术创新大型防爆变频设备电磁传导干扰预警分析任杰，潘硕，卢礼兵，刘士全（中国电子科技集团公司第58研究所，江苏无锡）引言井下提升机、煤运传输机、挖煤机等大型变频调速设备，在煤矿挖掘生产现场大量运用，电磁闸开关器件在电源的开启及关断过程产生的毛刺分量，并由此传导的高幅度电磁干扰信号，会引发瓦斯例子的电流激发，成为瓦斯爆炸的罪魁原因。另外，电磁干扰的传导严重影响井下正常通讯设备的运行，严重影响人员的通讯及其他作业，导致生产难以进行。因此，对井下设备的电磁干扰研究及预警，然后给出处理措施，对日益增长的煤炭生产运行十分必要。目前，对变频驱动系统进行EMI预测的分析办法，主要分成污染源信号搜集、污染源传播方式的验证以及其他各杂散参数的计算方法上，很少有结合工业现场设备驱动系统的实际运行，利用仿真模型加以分析的做法。除了有高性能的传导系统的基础电磁干扰验证平台外，兆万级变频传导控制系统EMC测试平台还缺少性能优越的信号屏障室、功率采集分析器、滤波器和相应的实验设备，实验成本和可以实验的环境要求很高。因此，由于运行条件的不满足，在煤矿生产的作业现场中，很少研究高质量阻断调速设备的引导电磁干扰。1电磁干扰机理分析1.1大型防爆变频调速设备电磁干扰机理本文研究的防爆逆变器的组成部分，包括了整流器和逆变器。三相高压逆变器的电源供应是由电网拉入，而在整流器柜向逆变器柜，输出三路直流电缆，包括了上流母线、下流母线和地线。逆变器柜的输出连接到电机负载。同时，逆变器使用了背靠背电压双三级扩展组织，可以应用于高电压等级、大功率容量的单机系统；这种系统架构具有低谐波分量、高功率因数的性能。1.2电压型变频器调速系统传导EMI原理电磁干扰从类型上来分，可分为差模干扰和共模干扰。DC总线和地之间形成回路，这主要是由切换开关与地之间的寄生电容在这期间产生的变化引起了快速充放电，这种效应引起共模干扰。寄生电容存在于直流母线和散热片等区域[1]。传导途径见图1。由图1可知，传导途径有两条，一种是在变频器设备的输入端，干扰传导通过壳体到地，再由线缆与大地之间的大电容耦合到供电输入端。另一种是干扰传导至输出端，由线缆到电机绕组的电容产生共模干扰。在电源闸刀的开关过程中，由寄生效应产生差模干扰电流。由于线路中的寄生电感和寄生电容的存在，迅速的电流交换率形成噪声发射[2]。变频器速度控制系统的差模干扰路径见图2。摘要：目前日常使...
