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El convertidor de frecuencia incluye un circuito de rectificación y un circuito para generar formas de onda de voltaje pulsado. La corriente alterna de entrada es rectificada por el convertidor y el circuito de suavizado, lo que permite transformarla en voltaje continua. A continuación, el inversor convierte este voltaje continuo en voltajes pulsados de diferentes amplitudes (lo que se conoce como voltaje modulado por ancho de pulso, PWM). Al utilizar esta tensión PWM para accionar el motor, se puede ajustar tanto el par motor como su velocidad. Este principio de funcionamiento genera tres tipos de interferencias electromagnéticas: 1. Interferencias armónicas. El circuito de rectificación produce corrientes armónicas, las cuales causan una caída de voltaje en la impedancia del sistema de alimentación. Esto provoca una distorsión en la forma de onda del voltaje. Esta distorsión puede causar problemas en muchos dispositivos electrónicos, ya que la mayoría de ellos solo pueden funcionar con voltajes en forma de onda sinusoidal. Una distorsión común es el achicamiento de la parte superior de la onda sinusoidal. Cuando la corriente armónica es constante, la distorsión de voltaje es aún más grave en los casos de fuentes de alimentación débiles. Esta interferencia se caracteriza por afectar a los dispositivos que utilizan la misma red eléctrica, independientemente de la distancia entre dichos dispositivos y el convertidor de frecuencia. 2. Interferencias por transmisión de radiofrecuencias: Dado que la tensión en la carga es pulsátil, la corriente que el convertidor toma de la red eléctrica también es pulsátil. Esta corriente pulsátil contiene una gran cantidad de componentes de alta frecuencia, lo que genera interferencias de radiofrecuencia. La característica de estas interferencias es que afectan a los dispositivos que utilizan la misma red eléctrica, independientemente de la distancia entre esos dispositivos y el convertidor. 3. Interferencias por radiación de radiofrecuencia: Las interferencias por radiación de radiofrecuencia provienen de los cables de entrada y salida del convertidor de frecuencia. En los casos de interferencia por transmisión de ondas de radiofrecuencia mencionados anteriormente, cuando hay corrientes de interferencia de radiofrecuencia en el cable de entrada del convertidor de frecuencia, y dado que el cable funciona como una antena, inevitablemente se generan ondas electromagnéticas, lo que provoca interferencias por radiación. La tensión PWM que se transmite a través del cable de salida del convertidor de frecuencia también contiene una gran cantidad de componentes de alta frecuencia, lo que genera radiación electromagnética y provoca interferencias. La característica de la interferencia por radiación es que, cuando otros dispositivos electrónicos se acercan al convertidor de frecuencia, el fenómeno de interferencia se vuelve más grave. Según los principios básicos de la electromagnetismo, para que se genere interferencia electromagnética son necesarios tres elementos: una fuente de interferencia electromagnética, un camino a través del cual se transmite dicha interferencia y un sistema sensible a ella. Para evitar las interferencias, se pueden utilizar medidas de protección contra ellas a nivel de hardware y software. Entre ellas, la resistencia del hardware a las interferencias es la medida más básica y importante para combatirlas. Por lo general, se procede reprimiendo las interferencias desde dos aspectos: su generación y su propagación. El principio general es suprimir y eliminar las fuentes de interferencia, interrumpir los canales por los cuales estas llegan al sistema, y reducir la sensibilidad del sistema a las señales de interferencia. Las medidas concretas que se pueden aplicar en ingeniería incluyen el aislamiento, la filtración, el blindaje y la puesta a tierra. A continuación se detallan los pasos principales para resolver las interferencias en el lugar de trabajo: 1. Utilizar medidas de software para contrarrestar las interferencias: en concreto, se trata de reducir la frecuencia de portadora del convertidor mediante la interfaz gráfica de este, ajustando ese valor a un rango adecuado. Si este método no funciona, entonces solo quedan las siguientes medidas de protección contra interferencias en el hardware. 2. Realizar una conexión a tierra adecuada: A través de investigaciones en el lugar, podemos observar que la situación de la conexión a tierra no es muy buena. Una conexión a tierra adecuada permite no solo que el sistema suprima de manera eficaz las interferencias externas, sino también que los propios dispositivos generen menos interferencias. Es, por lo tanto, la medida más efectiva para resolver los problemas causados por las interferencias en los convertidores de frecuencia. En concreto, se deben seguir los siguientes pasos: (1) El terminal E del circuito principal del convertidor de frecuencia debe estar conectado a tierra. Esta conexión puede realizarse mediante el mismo punto de tierra que el motor conectado al convertidor, pero no se puede utilizar el mismo punto de tierra que otros dispositivos. Es necesario establecer un punto de tierra separado, y este punto debe estar lo más lejos posible del punto de tierra de los dispositivos de baja tensión. Al mismo tiempo, la sección transversal del cable de puesta a tierra del convertidor de frecuencia debe ser de al menos 4 mm2, y su longitud debe estar por debajo de 20 m. (2) En los cables de tierra de otros equipos electromecánicos, la conexión de protección y la conexión de funcionamiento deben realizarse mediante electrodos separados, para luego conectarse al punto de conexión eléctrica del cuadro de distribución. La tierra de blindaje de la señal de control y la tierra de blindaje de los conductores del circuito principal también deben tener sus propios electrodos de puesta a tierra, los cuales, finalmente, se conectan al punto de conexión eléctrica del armario de distribución. 4. Bloquear las fuentes de interferencia: Bloquear las fuentes de interferencia es un método muy eficaz para reducirlas. Por lo general, el propio convertidor de frecuencia está protegido por una carcasa de hierro, lo que evita que se produzcan interferencias electromagnéticas. Sin embargo, es recomendable que los cables de salida del convertidor también estén protegidos con tubos de acero. Además, sería bueno instalar anillos magnéticos alrededor de esos cables, en 3-4 vueltas paralelas; esto ayuda a reducir las armónicas de alta frecuencia. Especialmente cuando el convertidor se controla mediante señales externas (señales de 4~20mA provenientes del controlador), es necesario que los cables de control sean lo más cortos posible (generalmente, menos de 20 metros). Además, deben utilizarse cables trenzados con protección contra interferencias, y deben estar completamente separados de los cables de la red principal (AC380) y de los cables de control (AC220V). Además, las conexiones de los dispositivos electrónicos sensibles en el sistema también requieren el uso de par trenzado blindado, especialmente para las señales de presión. Además, todas las líneas de señal del sistema nunca deben colocarse en el mismo tubo o canal de distribución que las líneas de la circuito principal y las líneas de control. Para que la protección sea efectiva, la capa de aislamiento debe estar conectada a tierra de manera fiable. 5. Los métodos adecuados para el cableado son los siguientes: (1) Los cables de alimentación y de señal de los dispositivos deben mantenerse lo más lejos posible de los cables de entrada y salida del convertidor de frecuencia. (2) Los cables de alimentación y de señal de los demás dispositivos deben evitarse que estén paralelos a los cables de entrada y salida del convertidor de frecuencia ； Si los métodos anteriores no funcionan, entonces se deben seguir los siguientes pasos. 6. Aislamiento de las interferencias. El llamado aislamiento de las interferencias se refiere a la separación, a nivel eléctrico, entre la fuente de interferencias y las partes sensibles a ellas, de modo que no haya conexión eléctrica entre ellas. Por lo general, se utiliza un transformador aislador en los cables de alimentación, entre la fuente de energía y los circuitos amplificadores como controladores y transmisores, con el fin de evitar las interferencias electromagnéticas. El transformador aislador de la fuente de energía puede ser también un transformador aislador contra ruidos. 7. Se deben instalar filtros en las líneas del sistema. La función de los filtros es impedir que las señales de interferencia se transmitan desde el convertidor de frecuencia, a través de los cables de alimentación, hasta la fuente de energía y el motor. Para reducir el ruido electromagnético y las pérdidas, se puede instalar un filtro de salida en el lado de salida del convertidor de frecuencia; para disminuir las interferencias en la fuente de alimentación, se puede colocar un filtro de entrada en el lado de entrada del convertidor. Si en la línea hay dispositivos electrónicos sensibles como controladores y transmisores, se puede instalar un filtro de ruido de alimentación en los cables de poder de dichos dispositivos para evitar interferencias. Según el lugar en el que se utilizan, los filtros se pueden dividir en: (1) Filtros de entrada. Por lo general, existen dos tipos de filtros de entrada: a) Filtros de línea: Están compuestos principalmente por bobinas inductivas. Funcionan al aumentar la impedancia de la línea a altas frecuencias, con el fin de reducir las corrientes armónicas de alta frecuencia. b. Filtro de radiación: Está compuesto principalmente por condensadores de alta frecuencia, los cuales absorben las componentes armónicas que tienen una frecuencia muy alta y que generan energía de radiación. (2) El filtro de salida también está compuesto por bobinas inductivas. Puede reducir de manera efectiva las componentes de armónicos de orden superior en la corriente de salida. No solo sirve para resistir las interferencias, sino que también reduce el par adicional generado en el motor debido a las corrientes armónicas producidas por las armónicas de orden superior. En cuanto a las medidas de protección contra las interferencias en la salida del convertidor de frecuencia, es necesario prestar atención a los siguientes puntos: a) No se permite conectar condensadores en la salida del convertidor, ya que esto podría causar corrientes de carga (o descarga) muy altas en el momento en que los tubos inversores se encienden (se apagan), lo cual dañaría dichos tubos. b) Cuando el filtro de salida está formado por un circuito LC, el lado del filtro donde se conectan los condensadores debe estar conectado al lado del motor. 8. Uso de reactores: En la corriente de entrada del convertidor de frecuencia, las componentes armónicas de baja frecuencia (armónica de orden 5, 7, 11, 13, etc.) representan una proporción muy alta. Además de poder interferir en el funcionamiento normal de otros dispositivos, estas armónicas también consumen una gran cantidad de potencia reactiva, lo que hace que el factor de potencia de la línea disminuya significativamente. Incluir reactores en el circuito de entrada es un método eficaz para suprimir las corrientes de armónicos de menor frecuencia. Según la ubicación de los conectores, existen principalmente dos tipos: (1) Reactor de corriente alterna: se conecta en serie entre la fuente de alimentación y el lado de entrada del convertidor de frecuencia. Sus funciones principales son: a) mejorar el factor de potencia hasta valores entre (0,75-0,85), al inhibir las corrientes armónicas; b) reducir el impacto de las corrientes de pico en el circuito de entrada sobre el convertidor de frecuencia; c) disminuir los efectos del desequilibrio en la tensión de alimentación. (2) Reactor de corriente continua: se conecta en serie entre el puente rectificador y los condensadores de filtrado. Su función es bastante simple: reducir los componentes de armónicos de orden superior en la corriente de entrada. Pero es más eficaz que los reactores de corriente alterna a la hora de mejorar el factor de potencia, pudiendo alcanzar un valor de 0,95. Además, cuenta con ventajas como una estructura simple y un tamaño reducido. La Figura 1 muestra un esquema típico para resolver las interferencias causadas por los convertidores de frecuencia. Como se muestra en la figura, las medidas de protección contra interferencias en el convertidor de frecuencia incluyen la instalación de reactores y filtros de corriente alterna en la entrada del convertidor. Las líneas de entrada y salida se realizan mediante cables blindados. La capa de blindaje de todos los cables está conectada al sistema de tierra del reactor, del filtro, del convertidor de frecuencia y del motor. Además, este punto de conexión está separado de los demás puntos de conexión, manteniendo una distancia suficiente entre ellos. Al mismo tiempo, los cables de señal y los cables de alimentación del convertidor de frecuencia no deben colocarse en paralelo. Además, para evitar que los convertidores de frecuencia interfieran con las señales y los circuitos de control, es necesario proporcionar una fuente de alimentación aislada separada para los controladores, los instrumentos y las computadoras industriales.