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如何应对变频器抗干扰问题

2019-11-26

在现场,变频器的搅扰出现得比较多,且比较严峻,乃至导致操控体系无法投入运用。变频器的作业原理注定其会发生强电磁搅扰。

变频器包括整流电路和逆变电路,输入的交流电经过整流电路平和波回路,转换成直流电压,再经过逆变器把直流电压变换成不同宽度的脉冲电压(称为脉宽调制电压,PWM)。用这个PWM电压驱动电机,就能够起到调整电机力矩和速度的意图。

abb变频器代理

这种作业原理导致以下三种电磁搅扰:

1、谐波搅扰

整流电路会发生谐波电流,这种谐波电流在供电体系的阻抗上发生电压降,导致电压波型发作畸变,这种畸变的电压关于许多电子设备构成搅扰(由于大部分电子设备仅能作业在正弦波电压条件下),常见的电压畸变是正弦波的顶部变平。谐波电流一定时,电压畸变在弱电源的情况下更加严峻,这种搅扰的特征是会对运用同一个电网的设备构成搅扰,而与设备与变频器之间的间隔无关;

2、射频传导发射搅扰

由于负载电压为脉冲状,因而变频器从电网汲取电流也是脉冲状,这种脉冲电流中包括了大量的高频成分,构成射频搅扰,这种搅扰的特征是会对运用同一个电网的设备构成搅扰,而与设备与变频器之间的间隔无关;

3、射频辐射搅扰

射频辐射搅扰来自变频器的输入电缆和输出电缆。在上述的射频传导发射搅扰的景象中,变频器的输入输出电缆上有射频搅扰电流时,由于电缆相当于天线,必然会发生电磁波辐射,发生辐射搅扰。变频器输出电缆上传输的PWM电压,同样包括丰厚的高频的成分,会发生电磁波辐射,构成辐射搅扰。辐射搅扰的特征是,当其他电子设备靠近变频器时,搅扰现象变得严峻。

 


依据电磁学的基本原理,构成电磁搅扰有必要具备三要素:电磁搅扰源、电磁搅扰途径、对电磁搅扰灵敏的体系。为避免搅扰,可选用硬件抗搅扰和软件抗搅扰。其中,硬件抗搅扰是基本和重要的抗搅扰办法,一般从抗和放两方面入手来按捺搅扰,其整体原则是按捺和消除搅扰源、切断搅扰对体系的耦合通道、降低体系搅扰信号的灵敏性。详细办法在工程上可选用阻隔、滤波、屏蔽、接地等办法。

处理现场搅扰的首要步骤:

1、选用软件抗搅扰办法

详细来讲便是经过变频器的人机界面下调变频器的载波频率,把该值调低到一个适当的规模。假如这个办法不能奏效,那么只能采取下面的硬件抗搅扰办法。

2、进行正确的接地

经过现场的详细调研咱们能够看到,现场的接地情况是不甚理想的。而正确的接地既能够是体系有用地按捺外来搅扰,又能降低设备自身对外界的搅扰,是处理变频器搅扰有用的办法。详细来讲便是做到以下几点:

(1)变频器的主回路端子PE(E、G)有必要接地,该接地能够和该变频器所带的电机共地,但不能与其它的设备共地,有必要独自打接地桩,且该接地址应该尽量远离弱电设备的接地址。一起,变频器接地导线的截面积应不小于4mm2,长度应操控在20m以内。

(2)其它机电设备的地线中,维护接地和作业接地应分隔独自设接地极,并最终汇入配电柜的电气接地址。操控信号的屏蔽地和主电路导线的屏蔽地也应分隔独自设接地极,并最终汇入配电柜的电气接地址。

3、屏蔽搅扰源

屏蔽搅扰源是按捺搅扰的很有用的办法。一般变频器自身用铁壳屏蔽,能够不让其电磁搅扰走漏,但变频器的输出线最好用钢管屏蔽,特别是以外部信号(从操控器上输出4~20mA信号)操控变频器时,要求该操控信号线尽或许短(一般为20m以内),且有必要选用屏蔽双绞线,并与主电路线(AC380)及操控线(AC220V)彻底别离。此外,体系中的电子灵敏设备线路也要求选用屏蔽双绞线,特别是压力信号。且体系中所有的信号线决不能和主电路线及操控线放于同一配管或线槽内。为使屏蔽有用,屏蔽层有必要可靠接地。

4、合理的布线

详细办法有:

(1)设备的电源线和信号线应尽量远离变频器的输入输出线。

(2)其它设备的电源线和信号线应避免和变频器的输入输出线平行。

假如采取了以上的办法之后还是不能够奏效,那么继续以下办法:

5、搅扰的阻隔

所谓搅扰的阻隔,是指从电路上把搅扰源和易受搅扰的部分阻隔开来,使他们不发作电的联络。一般是在电源和操控器及变送器等放大器电路之间在电源线上选用阻隔变压器避免传导搅扰,电源阻隔变压器可应用噪声阻隔变压器。

6、在体系线路中设置滤波器

设备滤波器的作用是为了按捺搅扰信号从变频器经过电源线传导搅扰到电源和电动机。为削减电磁噪声和损耗,在变频器输出侧可设置输出滤波器;为削减对电源搅扰,可在变频器输入侧设置输入滤波器。若线路中有灵敏电子设备如操控器和变送器等,可在该设备的电源线上设置电源噪声滤波器避免传导搅扰。

滤波器依据运用位置的不同,可分为:

(1)输入滤波器

一般有两种:

a、线路滤波器:首要由电感线圈构成,它经过增大线路在高频下的阻抗来削弱频率较高的谐波电流。

b、辐射滤波器:首要由高频电容器构成,它将吸收频率点很高的、具有辐射能量的谐波成分。

(2)输出滤波器也由电感线圈构成

它能够有用地削弱输出电流中的高次谐波成分。不仅起到抗搅扰的作用,还能消弱电动机中由高次谐波发生的谐波电流引起的附加转矩。关于变频器输出端的抗搅扰办法,有必要注意一下方面:

a、变频器的输出端不允许接入电容器,避免在功率管导通(关断)瞬间,发生峰值很大的充电(或放电)电流,危害功率管;

b、当输出滤波器由LC电路构成时,滤波器内接入电容器的一侧,有必要与电动机侧相接。

7、选用电抗器

在变频器的输入电流中频率较低的谐波成分(5次谐波、7次谐波、11次谐波、13次谐波等)所占的比重是很高的,它们除了或许搅扰其它设备的正常运转之外,还由于它们耗费了大量的无功功率,使线路的功率要素大为下降。在输入电路内串入电抗器是按捺较低谐波电流的有用办法。

依据接线位置的不同,首要有以下两种:

(1)交流电抗器

串联在电源与变频器的输入侧之间。其首要功用有:

a、经过按捺谐波电流,将功率要素进步至(0.75-0.85);

b、削弱输入电路中的浪涌电流对变频器的冲击;

c、削弱电源电压不平衡的影响。

(2)直流电抗器

串联在整流桥和滤波电容器之间。它的功用比较单一,便是削弱输入电流中的高次谐波成分。但在进步功率要素方面比交流电抗器有用,可达0.95,并具有结构简单、体积小等优点。

因而,变频器的抗搅扰办法首要包括在变频器进线部分加装交流电抗器和滤波器,进线和出线选用屏蔽电缆,所有电缆的屏蔽层与电抗器、滤波器、变频器和电机的维护地一起接地,且该接地址与其他接地址分隔,保持足够的间隔。一起,信号电缆和变频器的动力电缆不要平行安置。

此外,为避免变频器搅扰信号和操控回路,需要给操控器、外表和工控机选用独自的阻隔电源进行供电。


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