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如何消除變頻器幹擾問題
發布時間:2018-09-19
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今天變頻器廠家奧卓科技給大家介紹一下如何消除變頻器幹擾問題的相關內容。

變頻器包括整流電路和逆變電路,輸入的交流電經過整流電路和平波回路,轉換成直流電壓,再通過逆變器把直流電壓變換成不同寬度的脈沖電壓(稱爲脈寬調制電壓,PWM)。用這個PWM電壓驅動電機,就可以起到調整電機力矩和速度的目的。 

這種工作原理導致以下三種電磁幹擾: 

1、諧波幹擾:  整流電路會産生諧波電流,這種諧波電流在供電系統的阻抗上産生電壓降,導致電壓波型發生畸變,這種畸變的電壓對于許多電子設備形成幹擾(因爲大部分電子設備僅能工作在正弦波電壓條件下),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重,这种干扰的特征是会对使用同一个电网的设备形成干扰,而与设备与變頻器之间的距离无关; 

2、射頻傳導發射幹擾:  由于负载电压为脉冲状,因此變頻器从电网吸取电流也是脉冲状,这种脉冲电流中包含了大量的高频成分,形成射频干扰,这种干扰的特征是会对使用同一个电网的设备形成干扰,而与设备与變頻器之间的距离无关; 

3、射頻輻射幹擾:  射频辐射干扰来自變頻器的输入电缆和输出电缆。在上述的射频传导发射干扰的情形中,變頻器的输入输出电缆上有射频干扰电流时,由于电缆相当于天线,必然会产生电磁波辐射,产生辐射干扰。變頻器输出电缆上传输的PWM电压,同样包含丰富的高频的成分,会产生电磁波辐射,形成辐射干扰。辐射干扰的特征是,当其他电子设备靠近變頻器时,干扰现象变得严重。  根據電磁學的基本原理,形成電磁幹擾必須具備三要素:電磁幹擾源、電磁幹擾途徑、對電磁幹擾敏感的系統。爲防止幹擾,可采用硬件抗幹擾和軟件抗幹擾。其中,硬件抗幹擾是最基本和最重要的抗幹擾措施,一般從抗和放兩方面入手來抑制幹擾,其總體原則是抑制和消除幹擾源、切斷幹擾對系統的耦合通道、降低系統幹擾信號的敏感性。

具體措施在工程上可采用隔離、濾波、屏蔽、接地等方法。 

1.進行正確的接地 

通过现场的具体调研我们可以看到,现场的接地情况是不甚理想的。而正确的接地既可以是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,是解决變頻器干扰最有效的措施。具体来讲就是做到以下几点: 

1)變頻器的主回路端子PEEG)必须接地,该接地可以和该變頻器所带的电机共地,但不能与其它的设备共地,必须单独打接地桩,且该接地点应该尽量远离弱电设备的接地点。同时,變頻器接地导线的截面积应不小于4mm2,長度應控制在20m以內。 

2)其它機電設備的地線中,保護接地和工作接地應分開單獨設接地極,並最後彙入配電櫃的電氣接地點。控制信號的屏蔽地和主電路導線的屏蔽地也應分開單獨設接地極,並最後彙入配電櫃的電氣接地點。 

2.屏蔽幹擾源 

屏蔽干扰源是抑制干扰的很有效的方法。通常變頻器本身用铁壳屏蔽,可以不让其电磁干扰泄露,但變頻器的输出线最好用钢管屏蔽,特别是以外部信号(从控制器上输出4~20mA信号)控制變頻器时,要求该控制信号线尽可能短(一般为20m以內),且必須采用屏蔽雙絞線,並與主電路線(AC380)及控制線(AC220V)完全分離。此外,系統中的電子敏感設備線路也要求采用屏蔽雙絞線,特別是壓力信號。且系統中所有的信號線決不能和主電路線及控制線放于同一配管或線槽內。爲使屏蔽有效,屏蔽層必須可靠接地。 

3.合理的布線  具體方法: 

1)设备的电源线和信号线应尽量远离變頻器的输入输出线。

2)其它设备的电源线和信号线应避免和變頻器的输入输出线平行。  如果采取了以上的辦法之後還是不能夠奏效,那麽繼續以下辦法: 

4、幹擾的隔離  所謂幹擾的隔離,是指從電路上把幹擾源和易受幹擾的部分隔離開來,使他們不發生電的聯系。通常是在電源和控制器及變送器等放大器電路之間在電源線上采用隔離變壓器以免傳導幹擾,電源隔離變壓器可應用噪聲隔離變壓器。 

5、在系統線路中設置濾波器  设备滤波器的作用是为了抑制干扰信号从變頻器通过电源线传导干扰到电源和电动机。为减少电磁噪声和损耗,在變頻器输出侧可设置输出滤波器;为减少对电源干扰,可在變頻器输入侧设置输入滤波器。若线路中有敏感电子设备如控制器和变送器等,可在该设备的电源线上设置电源噪声滤波器以免传导干扰。 

6、采用電抗器  在變頻器的输入电流中频率较低的谐波成分(5次諧波、7次諧波、11次諧波、13次諧波等)所占的比重是很高的,它們除了可能幹擾其它設備的正常運行之外,還因爲它們消耗了大量的無功功率,使線路的功率因素大爲下降。在輸入電路內串入電抗器是抑制較低諧波電流的有效方法。    

因此,變頻器的抗干扰措施主要包括在變頻器进线部分加装交流电抗器和滤波器,进线和出线采用屏蔽电缆,所有电缆的屏蔽层与电抗器、滤波器、變頻器和电机的保护地共同接地,且该接地点与其他接地点分开,保持足够的距离。同时,信号电缆和變頻器的动力电缆不要平行布置。 此外,为防止變頻器幹擾信號和控制回路,需要給控制器、儀表和工控機采用單獨的隔離電源進行供電。

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