電焊機(jī)的整流模塊引起的電流畸變會(huì)產(chǎn)生諧波騷擾；電焊機(jī)的逆變器大多采用了 PWM 脈沖寬度調(diào)制技術(shù)，逆變模塊高速開關(guān)時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量耦合性噪聲，對(duì)與電焊機(jī)共處同一電源環(huán)境的其他的電子、電氣設(shè)備來說，電焊機(jī)是一個(gè)電磁干擾源，且長(zhǎng)期以來未得到重視，更未采取有效措施加以改善，因此，解決電焊機(jī)設(shè)備造成的電網(wǎng)污染問題，十分迫切……

一、電焊機(jī)電磁騷擾的主要來源
1、輸入整流引起的低頻諧波騷擾
  三相380V電源首先要經(jīng)過三相整流橋QL1整流和C2濾波，濾波電容器的等效容量一般在50～1000μf之間，在采用大電容器濾波的整流濾波電路中，整流二極管導(dǎo)通時(shí)間較短，濾波電容充電電流瞬時(shí)峰值大，電流波形為近似尖脈沖，使50Hz正弦電流波形發(fā)生畸變，產(chǎn)生諧波電流。
  畸變的電流、電壓高次諧波會(huì)沿電源電纜、供電網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生傳導(dǎo)騷擾和輻射騷擾，由于頻率相對(duì)較低，其輻射水平并不會(huì)很高。
2、由逆變器引起的高頻騷擾
  大多數(shù)工業(yè)應(yīng)用的電焊機(jī)主電路采用了20kHz全橋或半橋逆變電路，電焊機(jī)的逆變器開關(guān)器件、快恢復(fù)整流管、主變壓器在運(yùn)行時(shí)均會(huì)產(chǎn)生頻率較高的電磁騷擾，高頻騷擾可通過線路和多種途徑耦合傳輸以外，以電磁場(chǎng)的形式向外輻射的強(qiáng)度遠(yuǎn)大于低頻諧波騷擾，對(duì)使用金屬外殼的電焊機(jī)而言，由于機(jī)殼的屏蔽作用，這些有害輻射的受害者往往是焊機(jī)本身，向外輻射一般只能通過輸入電纜、焊接電纜實(shí)現(xiàn)。
  在電焊機(jī)中，逆變模塊在很高的電壓下以高頻開關(guān)方式工作，開關(guān)電壓、電流均接近方波。由頻譜分析可知，方波含有豐富的高次諧波，其頻譜可達(dá)基波頻率的1000次以上，輻射能力大大提高。
  逆變模塊開通、關(guān)斷電壓、電流(軟開關(guān))的同時(shí)，由于主變壓器的漏感及分布電容在逆變模塊開通、關(guān)斷時(shí)，常常產(chǎn)生高頻高壓尖峰震蕩，由此而產(chǎn)生的高次諧波可由多種途徑傳入內(nèi)部電路，也可通過散熱器及主變壓器等途經(jīng)向空間輻射。
  用于次級(jí)整流的快恢復(fù)二極管也是產(chǎn)生高頻騷擾的一個(gè)重要原因，整流管工作于高頻開關(guān)狀態(tài)時(shí)，由于二極管的引線寄生電感、結(jié)電容的存在，以及反向恢復(fù)電流的影響，使之工作在很高的電壓及電流變化率下，且產(chǎn)生高頻震蕩。由次級(jí)整流快恢復(fù)二極管產(chǎn)生的高頻騷擾很容易通過焊機(jī)輸出端饋出。

二、電焊機(jī)高頻騷擾解決方案
  電焊機(jī)產(chǎn)生的電磁諧波，可以通過綠波杰能自主研發(fā)、生產(chǎn)、銷售的如下器件進(jìn)行抑制：
1、MLAD-W系列電焊機(jī)專用濾波器
2、MLAD-WR系列電焊機(jī)專用電抗器
3、MLAD-MR系列磁環(huán)濾波器
4、MLAD-ZR系列零相電抗器
5、MLAD-GFC系列LCL諧波濾波器
6、MLAD-HIC系列智能無功補(bǔ)償電力電容器
7、MLAD-APF系列有源電力諧波濾波器

三、電焊機(jī)高頻騷擾抑制器件綜合對(duì)比表

四、其它電焊機(jī)高頻騷擾解決方案
1、采用軟開關(guān)逆變技術(shù)
  采用IGBT軟開關(guān)電路的電焊機(jī)在國內(nèi)已經(jīng)很普遍，軟開關(guān)電路可以減小IGBT的di/dt和dv/dt，能在一定程度上減小高頻EMI電平。 但據(jù)一些研究結(jié)果表明，采用相同的主電路拓?fù)浜烷_關(guān)頻率，比較硬開關(guān)技術(shù)和零電壓軟開關(guān)技術(shù)的兩個(gè)電焊機(jī)所產(chǎn)生的傳導(dǎo)EMI電平。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，零電壓軟開關(guān)電焊機(jī)的EMI能譜分布在低頻段甚至比硬開關(guān)變換器更大一些，只有在較高頻率才會(huì)得到比硬開關(guān)電焊機(jī)稍低的EMI電平。雖然軟開關(guān)一般只能在高頻段使EMI電平降低幾個(gè)dBμV,但也是可用有效手段之一。
2、選擇適當(dāng)?shù)碾娐穮?shù)和功率器件
  首先應(yīng)該對(duì)IGBT、FRD（快恢復(fù)二極管）或FRED（外延型快恢復(fù)二極管）吸收、保護(hù)電路的參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，并通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，把IGBT、FRED關(guān)斷時(shí)的dv/dt、尖峰電壓限值在盡量低而合理的水平上，為了取得良好的效果，吸收、保護(hù)電路的電阻應(yīng)為無感電阻，電容器應(yīng)采用凸波吸收電容器。
  快恢復(fù)二極管反向恢復(fù)造成的電磁騷擾還可以通過選擇恢復(fù)時(shí)間短、 恢復(fù)特性軟的器件獲得一些改善，例如FRED就較一般的FRD在恢復(fù)時(shí)間、反向電壓等方面有一定的優(yōu)勢(shì)。
3、制作工藝
  減小主變壓器漏磁可以使電路中的尖峰電壓得到一定程度的抑制，在主變壓器的設(shè)計(jì)、制作時(shí)在初、次級(jí)繞組的繞制、出線方式上應(yīng)多加注意。
  主電路各功率器件的擺放位置對(duì)電磁騷擾的產(chǎn)生也是有影響的，所以在設(shè)計(jì)定型前應(yīng)通過試驗(yàn)確定其合理的位置。

五、電焊機(jī)諧波對(duì)用電設(shè)備的危害
1、電焊機(jī)諧波對(duì)變壓器的損害
  在基波頻率時(shí)，變壓器損耗最小，但電壓畸變對(duì)其附加發(fā)熱影響較大。負(fù)荷電流中有諧波存在時(shí)，會(huì)引起變壓器發(fā)熱損耗。
2、電焊機(jī)諧波對(duì)電機(jī)的影響
  電機(jī)受諧波的影響較大。在電機(jī)末端的諧波電壓畸變，在電機(jī)內(nèi)部表現(xiàn)為諧波磁鏈。諧波磁鏈?zhǔn)且援愑谕睫D(zhuǎn)速的頻率旋轉(zhuǎn)，在轉(zhuǎn)子中感應(yīng)出高頻電流。諧波電壓畸變將引起電機(jī)的效率下降、發(fā)熱、震動(dòng)和高頻噪聲。
3、電焊機(jī)諧波對(duì)電力計(jì)量及繼電保護(hù)的影響
  由于諧波電能的反向流動(dòng)，采用現(xiàn)有的計(jì)量方式會(huì)使計(jì)量結(jié)果小于負(fù)載從電網(wǎng)吸收的基波電能，從而導(dǎo)致電能計(jì)量不準(zhǔn)確；諧波會(huì)改變保護(hù)繼電器的性能，引起拒動(dòng)或者誤動(dòng)。
4、電焊機(jī)諧波對(duì)通信系統(tǒng)的干擾
  一般會(huì)引起通信噪聲，因電網(wǎng)與通信設(shè)備間有電磁耦合感應(yīng)，存在電容的靜電耦合感應(yīng)且與諧波頻率成正比，特別是當(dāng)那些電話線距離輸電線很近，而平行距離又很長(zhǎng)時(shí)，這種影響更加嚴(yán)重。
5、電焊機(jī)諧波對(duì)敏感用電設(shè)備的影響
  家庭、商業(yè)中計(jì)算機(jī)的大量使用，電路導(dǎo)線變得越來越細(xì)小，電路板上相鄰導(dǎo)線也越來越擠，相鄰信號(hào)的干擾也增大了。某些微小的瞬間過電壓可能導(dǎo)致計(jì)算錯(cuò)誤，避免瞬間過電壓和高頻干擾對(duì)敏感設(shè)備是非常必要的。
6、焊機(jī)諧波對(duì)電容器的影響
  當(dāng)電網(wǎng)中存在諧波時(shí)，電容器投入之后，會(huì)使端電壓增大，通過電容器的電流增加得更大，使電容器損耗功率增加。當(dāng)諧波含量過高，超出電容的允許條件，會(huì)使電容器過電壓或者過電流，加速電容器的絕緣老化。