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          如何應對變頻器抗干擾問題

          2019-11-26

          在現場,變頻器的攪擾出現得比較多,且比較嚴峻,乃至導致操控體系無法投入運用。變頻器的作業原理注定其會發生強電磁攪擾。

          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平和波回路,轉換成直流電壓,再經過逆變器把直流電壓變換成不同寬度的脈沖電壓(稱為脈寬調制電壓,PWM)。用這個PWM電壓驅動電機,就能夠起到調整電機力矩和速度的意圖。

          abb變頻器代理

          這種作業原理導致以下三種電磁攪擾:

          1、諧波攪擾

          整流電路會發生諧波電流,這種諧波電流在供電體系的阻抗上發生電壓降,導致電壓波型發作畸變,這種畸變的電壓關于許多電子設備構成攪擾(由于大部分電子設備僅能作業在正弦波電壓條件下),常見的電壓畸變是正弦波的頂部變平。諧波電流一定時,電壓畸變在弱電源的情況下更加嚴峻,這種攪擾的特征是會對運用同一個電網的設備構成攪擾,而與設備與變頻器之間的間隔無關;

          2、射頻傳導發射攪擾

          由于負載電壓為脈沖狀,因而變頻器從電網汲取電流也是脈沖狀,這種脈沖電流中包括了大量的高頻成分,構成射頻攪擾,這種攪擾的特征是會對運用同一個電網的設備構成攪擾,而與設備與變頻器之間的間隔無關;

          3、射頻輻射攪擾

          射頻輻射攪擾來自變頻器的輸入電纜和輸出電纜。在上述的射頻傳導發射攪擾的景象中,變頻器的輸入輸出電纜上有射頻攪擾電流時,由于電纜相當于天線,必然會發生電磁波輻射,發生輻射攪擾。變頻器輸出電纜上傳輸的PWM電壓,同樣包括豐厚的高頻的成分,會發生電磁波輻射,構成輻射攪擾。輻射攪擾的特征是,當其他電子設備靠近變頻器時,攪擾現象變得嚴峻。

           


          依據電磁學的基本原理,構成電磁攪擾有必要具備三要素:電磁攪擾源、電磁攪擾途徑、對電磁攪擾靈敏的體系。為避免攪擾,可選用硬件抗攪擾和軟件抗攪擾。其中,硬件抗攪擾是基本和重要的抗攪擾辦法,一般從抗和放兩方面入手來按捺攪擾,其整體原則是按捺和消除攪擾源、切斷攪擾對體系的耦合通道、降低體系攪擾信號的靈敏性。詳細辦法在工程上可選用阻隔、濾波、屏蔽、接地等辦法。

          處理現場攪擾的首要步驟:

          1、選用軟件抗攪擾辦法

          詳細來講便是經過變頻器的人機界面下調變頻器的載波頻率,把該值調低到一個適當的規模。假如這個辦法不能奏效,那么只能采取下面的硬件抗攪擾辦法。

          2、進行正確的接地

          經過現場的詳細調研咱們能夠看到,現場的接地情況是不甚理想的。而正確的接地既能夠是體系有用地按捺外來攪擾,又能降低設備自身對外界的攪擾,是處理變頻器攪擾有用的辦法。詳細來講便是做到以下幾點:

          (1)變頻器的主回路端子PE(E、G)有必要接地,該接地能夠和該變頻器所帶的電機共地,但不能與其它的設備共地,有必要獨自打接地樁,且該接地址應該盡量遠離弱電設備的接地址。一起,變頻器接地導線的截面積應不小于4mm2,長度應操控在20m以內。

          (2)其它機電設備的地線中,維護接地和作業接地應分隔獨自設接地極,并Z終匯入配電柜的電氣接地址。操控信號的屏蔽地和主電路導線的屏蔽地也應分隔獨自設接地極,并Z終匯入配電柜的電氣接地址。

          3、屏蔽攪擾源

          屏蔽攪擾源是按捺攪擾的很有用的辦法。一般變頻器自身用鐵殼屏蔽,能夠不讓其電磁攪擾走漏,但變頻器的輸出線Z好用鋼管屏蔽,特別是以外部信號(從操控器上輸出4~20mA信號)操控變頻器時,要求該操控信號線盡或許短(一般為20m以內),且有必要選用屏蔽雙絞線,并與主電路線(AC380)及操控線(AC220V)徹底別離。此外,體系中的電子靈敏設備線路也要求選用屏蔽雙絞線,特別是壓力信號。且體系中所有的信號線決不能和主電路線及操控線放于同一配管或線槽內。為使屏蔽有用,屏蔽層有必要可靠接地。

          4、合理的布線

          詳細辦法有:

          (1)設備的電源線和信號線應盡量遠離變頻器的輸入輸出線。

          (2)其它設備的電源線和信號線應避免和變頻器的輸入輸出線平行。

          假如采取了以上的辦法之后還是不能夠奏效,那么繼續以下辦法:

          5、攪擾的阻隔

          所謂攪擾的阻隔,是指從電路上把攪擾源和易受攪擾的部分阻隔開來,使他們不發作電的聯絡。一般是在電源和操控器及變送器等放大器電路之間在電源線上選用阻隔變壓器避免傳導攪擾,電源阻隔變壓器可應用噪聲阻隔變壓器。

          6、在體系線路中設置濾波器

          設備濾波器的作用是為了按捺攪擾信號從變頻器經過電源線傳導攪擾到電源和電動機。為削減電磁噪聲和損耗,在變頻器輸出側可設置輸出濾波器;為削減對電源攪擾,可在變頻器輸入側設置輸入濾波器。若線路中有靈敏電子設備如操控器和變送器等,可在該設備的電源線上設置電源噪聲濾波器避免傳導攪擾。

          濾波器依據運用位置的不同,可分為:

          (1)輸入濾波器

          一般有兩種:

          a、線路濾波器:首要由電感線圈構成,它經過增大線路在高頻下的阻抗來削弱頻率較高的諧波電流。

          b、輻射濾波器:首要由高頻電容器構成,它將吸收頻率點很高的、具有輻射能量的諧波成分。

          (2)輸出濾波器也由電感線圈構成

          它能夠有用地削弱輸出電流中的高次諧波成分。不僅起到抗攪擾的作用,還能消弱電動機中由高次諧波發生的諧波電流引起的附加轉矩。關于變頻器輸出端的抗攪擾辦法,有必要注意一下方面:

          a、變頻器的輸出端不允許接入電容器,避免在功率管導通(關斷)瞬間,發生峰值很大的充電(或放電)電流,危害功率管;

          b、當輸出濾波器由LC電路構成時,濾波器內接入電容器的一側,有必要與電動機側相接。

          7、選用電抗器

          在變頻器的輸入電流中頻率較低的諧波成分(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,它們除了或許攪擾其它設備的正常運轉之外,還由于它們耗費了大量的無功功率,使線路的功率要素大為下降。在輸入電路內串入電抗器是按捺較低諧波電流的有用辦法。

          依據接線位置的不同,首要有以下兩種:

          (1)交流電抗器

          串聯在電源與變頻器的輸入側之間。其首要功用有:

          a、經過按捺諧波電流,將功率要素進步至(0.75-0.85);

          b、削弱輸入電路中的浪涌電流對變頻器的沖擊;

          c、削弱電源電壓不平衡的影響。

          (2)直流電抗器

          串聯在整流橋和濾波電容器之間。它的功用比較單一,便是削弱輸入電流中的高次諧波成分。但在進步功率要素方面比交流電抗器有用,可達0.95,并具有結構簡單、體積小等優點。

          因而,變頻器的抗攪擾辦法首要包括在變頻器進線部分加裝交流電抗器和濾波器,進線和出線選用屏蔽電纜,所有電纜的屏蔽層與電抗器、濾波器、變頻器和電機的維護地一起接地,且該接地址與其他接地址分隔,保持足夠的間隔。一起,信號電纜和變頻器的動力電纜不要平行安置。

          此外,為避免變頻器攪擾信號和操控回路,需要給操控器、外表和工控機選用獨自的阻隔電源進行供電。


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