在現場(chǎng)濾波補償裝置,變頻器的攪擾呈現得比擬多,且比擬嚴重,甚至招致控制零碎無(wú)法投入運用。變頻器的任務(wù)原理注定其會(huì )發(fā)生強電磁攪擾。
變頻器包括整流電路和逆變電路,輸出的交流電經(jīng)過(guò)整流電路戰爭波回路,轉換成直流電壓,再經(jīng)過(guò)逆變器把直流電壓變換成不同寬度的脈沖電壓(稱(chēng)爲脈寬調制電壓,PWM)。用這個(gè)PWM電壓驅動(dòng)電機,就可以起到調整電機力矩和速度的目的。這種任務(wù)原理招致以下三種電磁攪擾:
1.諧波攪擾
整流電路會(huì )發(fā)生諧波電流,這種諧波電流在供電零碎的阻抗上發(fā)生電壓降,招致電壓波型發(fā)作畸變,這種畸變的電壓關(guān)于許多電子設備構成攪擾(由于大局部電子設備僅能任務(wù)在正弦波電壓條件下),罕見(jiàn)的電壓畸變是正弦波的頂部變平。諧波電流一定時(shí),電壓畸變在弱電源的狀況下愈加嚴重,這種攪擾的特征是會(huì )對運用同一個(gè)電網(wǎng)的設備構成攪擾,而與設備變頻器之間的間隔有關(guān);
2.射頻傳導發(fā)射攪擾
由于負載電壓爲脈沖狀,因而變頻器從電網(wǎng)汲取電流也是脈沖狀,這種脈沖電流中包括了少量的高頻成分,構成射頻攪擾,這種攪擾的特征是會(huì )對運用同一個(gè)電網(wǎng)的設備構成攪擾,而與設備與變頻器之間的間隔有關(guān);
3.射頻輻射攪擾
射頻輻射攪擾來(lái)自變頻器的輸出電纜和輸入電纜。在上述的射頻傳導發(fā)射攪擾的情形中,變頻器的輸出輸入電纜上有射頻攪擾電流時(shí),由于電纜相當于天線(xiàn),必定會(huì )發(fā)生電磁波輻射,發(fā)生輻射攪擾。變頻器輸入電纜上傳輸的PWM電壓,異樣包括豐厚的高頻的成分,會(huì )發(fā)生電磁波輻射,構成輻射攪擾。輻射攪擾的特征是,當其他電子設備接近變頻器時(shí),攪擾景象變得嚴重
依據電磁學(xué)的根本原理,構成電磁攪擾必需具有三要素:電磁攪擾源、電磁攪擾途徑、對電磁攪擾敏感的零碎。爲避免攪擾,可采用硬件抗攪擾和軟件抗攪擾。其中,硬件抗攪擾是最根本和最重要的抗攪擾措施,普通從抗和放兩方面動(dòng)手來(lái)抑制攪擾,其總體準繩是抑制和消弭攪擾源、切斷攪擾對零碎的耦合通道、降低零碎攪擾信號的敏理性。詳細措施在工程上可采用隔離、濾波、屏蔽、接地等辦法。以下內容是處理現場(chǎng)攪擾的次要步驟:
(1)采用軟件抗攪擾措施
詳細來(lái)講就是經(jīng)過(guò)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(gè)適當的范圍。假如這個(gè)辦法不能見(jiàn)效,那麼只能采取上面的硬件抗攪擾措施。
(2)停止正確的接地
經(jīng)過(guò)現場(chǎng)的詳細調研我們可以看到,現場(chǎng)的接地狀況是不甚理想的。而正確的接地既可以是零碎無(wú)效地抑制外來(lái)攪擾,又能降低設備自身對外界的攪擾,是處理變頻器攪擾最無(wú)效的措施。詳細來(lái)講就是做到以下幾點(diǎn):
(1)變頻器的主回路端子PE(E、G)必需接地,該接地可以和該變頻器所帶的電機共地,但不能與其它的設備共地,必需獨自打接地樁,且該接地點(diǎn)應該盡量遠離弱電設備的接地點(diǎn)。同時(shí),變頻器接地導線(xiàn)的截面積應不小于4mm2,長(cháng)度應控制在20m以?xún)取?/p>
(2)其它機電設備的地線(xiàn)中,維護接地和任務(wù)接地應分開(kāi)獨自設接地極,并最初匯入配電柜的電氣接地點(diǎn)??刂菩盘柕钠帘蔚睾椭麟娐穼Ь€(xiàn)的屏蔽地也應分開(kāi)獨自設接地極,并最初匯入配電柜的電氣接地點(diǎn)。
(3)屏蔽攪擾源
屏蔽攪擾源是抑制攪擾的很無(wú)效的辦法。通常變頻器自身用鐵殼屏蔽,可以不讓其電磁攪擾泄露,但變頻器的輸入線(xiàn)用鋼管屏蔽,特別是以?xún)炔啃盘枺◤目刂破魃陷斎?~20mA信號)控制變頻器時(shí),要求該控制信號線(xiàn)盡能夠短(普通爲20m以?xún)龋?,且必需采用屏蔽雙絞線(xiàn),并與主電道路(AC380)及控制線(xiàn)(AC220V)完全別離。此外,零碎中的電子敏感設備線(xiàn)路也要求采用屏蔽雙絞線(xiàn),特別是壓力信號。且零碎中一切的信號線(xiàn)決不能和主電道路及控制線(xiàn)放于同一配管或線(xiàn)槽內。爲使屏蔽無(wú)效,屏蔽層必需牢靠接地。
4、合理的布線(xiàn)
詳細辦法有:
(1)設備的電源線(xiàn)和信號線(xiàn)應盡量遠離變頻器的輸出輸入線(xiàn)。
(2)其它設備的電源線(xiàn)和信號線(xiàn)應防止和變頻器的輸出輸入線(xiàn)平行。
假如采取了以上的方法之后還是不可以見(jiàn)效,那麼持續以下方法:
5、攪擾的隔離
所謂攪擾的隔離,是指從電路上把攪擾源和易受攪擾的局部隔分開(kāi)來(lái),使他們不發(fā)作電的聯(lián)絡(luò )。通常是在電源和控制器及變送器等縮小器電路之間在電源線(xiàn)上采用隔離變壓器以免傳導攪擾,電源隔離變壓器可使用噪聲隔離變壓器。
6、在零碎線(xiàn)路中設置濾波器
設備濾波器的作用是爲了抑制攪擾信號從變頻器經(jīng)過(guò)電源線(xiàn)傳導攪擾到電源和電動(dòng)機。爲增加電磁噪聲和損耗,在變頻器輸入側可設置輸入濾波器;爲增加對電源攪擾,可在變頻器輸出側設置輸出濾波器。若線(xiàn)路中有敏感電子設備如控制器和變送器等,可在該設備的電源線(xiàn)上設置電源噪聲濾波器以免傳導攪擾。濾波器依據運用地位的不同,可分爲:
(1)輸出濾波器
通常有兩種:
a、線(xiàn)路濾波器:次要由電感線(xiàn)圈構成,它經(jīng)過(guò)增大線(xiàn)路在高頻下的阻抗來(lái)減弱頻率較高的諧波電流。
b、輻射濾波器:次要由高頻電容器構成,它將吸收頻率點(diǎn)很高的、具有輻射能量的諧波成分。
(2)輸入濾波器也由電感線(xiàn)圈構成
它可以無(wú)效地減弱輸入電流中的高次諧波成分。不只起到抗攪擾的作用,還能消弱電動(dòng)機中由高次諧波發(fā)生的諧波電流惹起的附加轉矩。關(guān)于變頻器輸入端的抗攪擾措施,必需留意一下方面:
a、變頻器的輸入端不允許接入電容器,以免在功率管導通(關(guān)斷)霎時(shí),發(fā)生峰值很大的充電(或放電)電流,損害功率管;
b、當輸入濾波器由LC電路構成時(shí),濾波器內接入電容器的一側,必需與電動(dòng)機側相接
7、采用電抗器
在變頻器的輸出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,它們除了能夠攪擾其它設備的正常運轉之外,還由于它們耗費了少量的無(wú)功功率,使線(xiàn)路的功率要素大爲下降。在輸出電路內串入電抗器是抑制較低諧波電流的無(wú)效辦法。依據接線(xiàn)地位的不同,次要有以下兩種:
(1)交流電抗器
串聯(lián)在電源與變頻器的輸出側之間。其次要功用有:
a、經(jīng)過(guò)抑制諧波電流,將功率要素進(jìn)步至(0.75-0.85);
b、減弱輸出電路中的浪涌電流對變頻器的沖擊;
c、減弱電源電壓不均衡的影響。
(2)直流電抗器
串聯(lián)在整流橋和濾波電容器之間。它的功用比擬單一,就是減弱輸出電流中的高次諧波成分。但在進(jìn)步功率要素方面比交流電抗器無(wú)效,可達0.95,并具有構造復雜、體積小等優(yōu)點(diǎn)。
因而,變頻器的抗攪擾措施次要包括在變頻器進(jìn)線(xiàn)局部加裝交流電抗器和濾波器,進(jìn)線(xiàn)和出線(xiàn)采用屏蔽電纜,一切電纜的屏蔽層與電抗器、濾波器、變頻器和電機的維護地共同接地,且該接地點(diǎn)與其他接地點(diǎn)分開(kāi),堅持足夠的間隔。同時(shí),信號電纜和變頻器的動(dòng)力電纜不要平行布置。
此外,爲避免變頻器攪擾信號和控制回路,需求給控制器、儀表和工控機采用獨自的隔離電源停止供電。