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變頻器干擾的原因和排除方法

變頻器在運行過程中,會由于外圍環境, 電網質量,電磁干擾等原因,導致運行不正常,應該對這些方面有所了解并采取相應的措施。

一、外圍環境

變頻器在安裝時,就要考慮工作現場的實際情況,要考慮灰塵、粉塵、溫度、濕度、腐蝕性氣體等問題的影響,對于環境較差的現場 ,要采取以下對策:

  • 變頻器最好安裝在控制柜內的中部,并垂直安裝,正上方和正下方要留出一定空間,以更好的散熱和通風,間距要大于30公分。
  • 操作面板最好安裝在控制柜上,盡量避免頻繁的打開控制柜進行操作。
  • 對于應用于潮濕和和含有腐蝕性氣體的場合,必須選擇相應防護等級的變頻器,并定期保養變頻器,對易腐蝕板卡進行清理和加涂層處理。
  • 在多粉塵場所,特別是多金屬粉塵、絮狀物的場所使用變頻器時,總體要求控制柜整體密封,專門設計進風口、出風口進行通風;控制柜頂部應該有防護網和防護頂蓋出風口;控制柜底部應該有底板和進風口、進線孔,并且安裝防塵網。

二、電網質量

對于有沖擊負載的場合,或者多臺變頻器等容性整流負載在工作時,其產生的諧波對于電網質量有很嚴重的污染,對設備本身也有相當的破壞作用,輕則不能夠連續正常運行,重則造成設備輸入回路的損壞。可以采取以下方法解決。

  • 在沖擊負載如電焊機、電弧爐、軋鋼機等場合建議用戶增加無功靜補裝置,提高電網功率因數和質量。
  • 在變頻器比較集中的車間,建議采用集中整流,直流共母線供電方式。建議用戶采用12脈沖整流模式。優點是諧波小、節能,特別適用于頻繁起動、制動,電動機處于既電動運行與發電運行的場合。
  • 變頻器輸入側加裝無源LC濾波器,減小輸入諧波,提高功率因數,可靠性高,效果好。
  • 變頻器輸入側加裝有源PFC裝置,效果最好,但成本較高。

三、電磁干擾

在現代工業控制系統中,多采用微機或者PLC控制技術,在系統設計或者改造過程中,一定要注意變頻器對微機控制板的干擾問題。由于一些變頻器設計的微機控制板不符合EMC國際標準,在使用變頻器后會產生傳導和輻射干擾,往往導致控制系統工作異常,以下一些方法可供大家參考。

  • 給變頻器輸入端加裝EMI濾波器,可以有效抑制變頻器對電網的傳導干擾,加裝輸入交流和直流電抗器,可以提高功率因數,減小諧波污染,綜合效果好。在某些電機與變頻器之間距離超過100m的場合,需要在變頻器側添加交流輸出電抗器,解決因為輸出導線對地分布參數造成的漏電流保護和減少對外部的輻射干擾。
  • 對模擬傳感器檢測輸入和模擬控制信號進行電氣屏蔽和隔離。在變頻器組成的控制系統設計過程中,建議盡量不要采用模擬控制,特別是控制距離大于1m,跨控制柜安裝的情況下。因為變頻器一般都有多段速設定、開關頻率量輸入輸出,可以滿足要求。如果非要用模擬量控制時,建議一定采用屏蔽電纜,并在傳感器側或者變頻器側實現遠端一點接地。如果干擾仍舊嚴重,需要實現DC/DC隔離措施。可以采用標準的DC/DC模塊,或者采用對v/f轉換光隔離,再采用頻率設定輸入的方法。
  • 給微機控制板輸入電源加裝EMI濾波器、共模電感、高頻磁環等,可以有效抑制傳導干擾。另外,在輻射干擾嚴重的場合,如周圍存在GSM、或者小靈通基站時,可以對微機控制板添加金屬網狀屏蔽罩進行屏蔽處理。
  • 良好的接地。電機等強電控制系統的接地線必須通過接地匯流排可靠接地,微機控制板的屏蔽地,應單獨接地。對于某些干擾嚴重的場合,建議將傳感器、I/0接口屏蔽層與控制板的控制地相連。
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