電焊機的整流模塊引起的電流畸變會產(chǎn)生諧波騷擾；電焊機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)時會產(chǎn)生大量耦合性噪聲，對與電焊機共處同一電源環(huán)境的其他的電子、電氣設(shè)備來說，電焊機是一個電磁干擾源，且長期以來未得到重視，更未采取有效措施加以改善，因此，解決電焊機設(shè)備造成的電網(wǎng)污染問題，十分迫切……

一、電焊機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)通時間較短，濾波電容充電電流瞬時峰值大，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，由于頻率相對較低，其輻射水平并不會很高。
2、由逆變器引起的高頻騷擾
  大多數(shù)工業(yè)應(yīng)用的電焊機主電路采用了20kHz全橋或半橋逆變電路，電焊機的逆變器開關(guān)器件、快恢復(fù)整流管、主變壓器在運行時均會產(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，以電磁場的形式向外輻射的強度遠大于低頻諧波騷擾，對使用金屬外殼的電焊機而言，由于機殼的屏蔽作用，這些有害輻射的受害者往往是焊機本身，向外輻射一般只能通過輸入電纜、焊接電纜實現(xiàn)。
  在電焊機中，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，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，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。
  用于次級整流的快恢復(fù)二極管也是產(chǎn)生高頻騷擾的一個重要原因，整流管工作于高頻開關(guān)狀態(tài)時，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。由次級整流快恢復(fù)二極管產(chǎn)生的高頻騷擾很容易通過焊機輸出端饋出。

二、電焊機高頻騷擾解決方案
  電焊機產(chǎn)生的電磁諧波，可以通過綠波杰能自主研發(fā)、生產(chǎn)、銷售的如下器件進行抑制：
1、MLAD-W系列電焊機專用濾波器
2、MLAD-WR系列電焊機專用電抗器
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系列智能無功補償電力電容器
7、MLAD-APF系列有源電力諧波濾波器

三、電焊機高頻騷擾抑制器件綜合對比表

四、其它電焊機高頻騷擾解決方案
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撲和開關(guān)頻率，比較硬開關(guān)技術(shù)和零電壓軟開關(guān)技術(shù)的兩個電焊機所產(chǎn)生的傳導(dǎo)EMI電平。實驗結(jié)果表明，零電壓軟開關(guān)電焊機的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得到比硬開關(guān)電焊機稍低的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、保護電路的參數(shù)進行優(yōu)化設(shè)計，并通過實驗驗證，把IGBT、FRED關(guān)斷時的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)時間、反向電壓等方面有一定的優(yōu)勢。
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、制作時在初、次級繞組的繞制、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電磁騷擾的產(chǎn)生也是有影響的，所以在設(shè)計定型前應(yīng)通過試驗確定其合理的位置。

五、電焊機諧波對用電設(shè)備的危害
1、電焊機諧波對變壓器的損害
  在基波頻率時，變壓器損耗最小，但電壓畸變對其附加發(fā)熱影響較大。負荷電流中有諧波存在時，會引起變壓器發(fā)熱損耗。
2、電焊機諧波對電機的影響
  電機受諧波的影響較大。在電機末端的諧波電壓畸變，在電機內(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的效率下降、發(fā)熱、震動和高頻噪聲。
3、電焊機諧波對電力計量及繼電保護的影響
  由于諧波電能的反向流動，采用現(xiàn)有的計量方式會使計量結(jié)果小于負載從電網(wǎng)吸收的基波電能，從而導(dǎo)致電能計量不準(zhǔn)確；諧波會改變保護繼電器的性能，引起拒動或者誤動。
4、電焊機諧波對通信系統(tǒng)的干擾
  一般會引起通信噪聲，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，而平行距離又很長時，這種影響更加嚴(yán)重。
5、電焊機諧波對敏感用電設(shè)備的影響
  家庭、商業(yè)中計算機的大量使用，電路導(dǎo)線變得越來越細小，電路板上相鄰導(dǎo)線也越來越擠，相鄰信號的干擾也增大了。某些微小的瞬間過電壓可能導(dǎo)致計算錯誤，避免瞬間過電壓和高頻干擾對敏感設(shè)備是非常必要的。
6、焊機諧波對電容器的影響
  當(dāng)電網(wǎng)中存在諧波時，電容器投入之后，會使端電壓增大，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，會使電容器過電壓或者過電流，加速電容器的絕緣老化。