干扰以电磁波方式向空中幅射,控制电缆成为天线,干扰电磁波在电缆中产生电势,这是频率很高的谐波分量的主要传播方式。
3变频调速系统的抗干扰对策在工业现场中,必须采取适当措施降低干扰,把干扰抑制在允许的范围内。电磁干扰(EMI)的形成须具备三要素:电磁干扰源、电磁干扰途径、对电磁干扰敏感的系统。相应地抗干扰的基本原则有三个:一是从源头入手,抑制和消除干扰源;二是切断干扰对系统的传播途径;三是降低系统对干扰信号的敏感性。
在工程上,通常采用屏蔽、隔离、滤波、接地等方法抑制干扰。
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,输出线用钢管屏蔽,避免其电磁干扰泄漏,同时,信号线尽可能短(一般为20m以内),且信号线采用双芯屏蔽,并与主电路线(AC380V)及控制线(AC220V)完全分离,对周围电子敏感设备线路也要屏蔽,而且屏蔽罩必须可靠接地。
隔离是指从电路上把干扰源和易受干扰的部分隔离开来,通常是电源和放大器电路之间电源线上采用隔离变压器以免传导干扰。
滤波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和电动机。滤波器是用于削弱频率较高的谐波分量。在变频器输出侧设置输出滤波器,以减少对电源干扰,可在变频器输入侧设置输入滤波器,以减少来自电网的干扰。
通过共用的接地线是传播干扰的最普遍的方式,良好的接地可以使系统有效地抑制外来干扰,又能降低设备本身对外界的干扰。电机等强电控制系统的接地线必须可靠接地,微机控制板的屏蔽地,最好单独接地。对于某些干扰严重的场合,建议将传感器、IO接口屏蔽层与控制板的控制地相连。
4设计、安装应注意的问题41电网质量问题在高频冲击负载如电焊机、电镀电源、电解电源等场合,电压、电流会经常出现起伏,对电网质量有污染,对设备也有破坏作用,此时可以采取以下的措施:高频冲击负载场合建议用户增加无功静补偿装置,提高电网功率因数和质量。
在变频器比较集中的车间,建议采用集中整流、直流共母线供电方式。建议用户采用12脉冲整流模式(如所示)。该模式谐波小、节能,特别适用于频繁起制动、电动运行与发电运行同时进行的场合。
(3)变频器输入侧加装无源LC滤波器,减小输入谐波,提高功率因数,成本低,可靠性高,效果好。
42变频器本身抗干扰问题当变频器的供电系统附近,存在高频冲击负载时,建议用户采用如下措施:变频器输入侧添加电感和电容,构成LC滤波网络。
变频器的电源线直接从变压器侧供电。
在条件许可的情况下,可以采用单独的变压器。
在采用外部开关量控制端子控制时,连接线路较长时,建议采用屏蔽电缆。当控制线路、主回路电源均在地沟中埋设时,除控制线必须采用屏蔽电缆外,主电路线路必须采用钢管屏蔽穿线,减小彼此干扰,防止变频器的误动作。
在采用外部模拟量控制端子控制时,如果连接线路在1m以内,采用屏蔽电缆连接,并实施变频器侧一点接地即可。如果线路较长,现场干扰严重的场合,建议在变频器侧加装DCDC隔离模块或者采用经过VF转换,采用频率指令给定模式进行控制。
信号线靠近有干扰源电流的导线时,干扰会被诱导到信号线上,使信号线上的信号受到干扰,在采用外部通信控制端子控制时,建议采用屏蔽双绞线,并将变频器侧的屏蔽层接地(PE)如果干扰非常严重,建议将屏蔽层接控制电源地(GND)。对于RS232通信方式,注意控制线路尽量不要超过15m. 43变频器对控制回路的干扰问题在变频系统中,多采用微机或者PLC进行控制,在系统设计或者改造过程中,一定要注意变频器对微机控制板的干扰问题。当微机控制板质量较低时,采用变频器后,产生的传导和辐射干扰,往往导致控制系统工作异常,因此需要采取必要措施。
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