I en rekke industrikontrollsystemer, med utbredt bruk av elektroniske enheter som frekvensomformere, blir systemets elektromagnetiske interferens (EMI) stadig mer alvorlig, de tilsvarende anti-interferensdesignteknikker (IE elektromagnetisk kompatibilitet EMC) har blitt stadig viktigere . Interferens for frekvensomformer kan noen ganger forårsake maskinvareskade på systemet, og noen ganger kan ikke skade maskinvaren til systemet, men ofte gjør mikroprosessorsystemets programmet drift ut av kontroll, noe som resulterer i kontrollfeil, og forårsaker dermed utstyr og produksjonsulykker. Derfor kan hvordan du kan forbedre systemets anti-interferensevne og pålitelighet en viktig del av utviklingen og anvendelsen av automatiseringsenheter ikke ignoreres, men også en av nøklene til applikasjonen og promotering av datakontrollteknologi. Når det gjelder anti-interferensproblemet med frekvensomformer, først og fremst, bør vi forstå kilden til interferens, forplantningsmodus og deretter ta forskjellige tiltak for disse forstyrrelsene.
For det første kilden til omformer interferens
Den første er interferensen fra det eksterne kraftnettet. Harmonisk interferens i rutenettet hovedsakelig gjennom omformerens strømforsyningsinterferens. Det er et stort antall harmoniske kilder i strømnettet, for eksempel forskjellige likeretterutstyr, AC og DC-utvekslingsutstyr, elektronisk spenningsjusteringsutstyr, ikke-lineære belastninger og lysutstyr. Disse belastningene gjør alle spenningen og strømmen i nettet for å produsere bølgeformforvrengning, og produserer dermed skadelig forstyrrelse av annet utstyr i nettet. Frekvensomformerens strømforsyning fra den forurensede vekselstrømforstyrrelsen hvis det ikke blir behandlet, vil rutenettstøy være gjennom nettkretsinterferensfrekvenskonverteren. Strømforsyningsforstyrrelse til frekvensomformeren er (1) overspenning, underspenning, øyeblikkelig strømtap (2) bølge, slipp (3) Spike spenningspuls (4) radiofrekvensforstyrrelse.
1, Thyristor Converter -utstyr på omformerens interferens
Når det er en stor kapasitets tyristor omformerutstyr i strømforsyningsnettverket, fordi tyristoren alltid driver i en del av hver fase-halv-syklus, er det enkelt å lage nettverksspenningen hakk og bølgeformen er alvorlig forvrengt. Det gjør det mulig for likeretterkretsen på inngangssiden av omformeren å bli skadet på grunn av forekomsten av en stor omvendt reverseringsspenning, noe som kan føre til nedbrytning av inngangskretsen og brenne ut.
2, strømkompensasjonskondensatorinterferens med omformeren
Kraftsektoren for kraftfaktoren til kraftenheten har visse krav, av denne grunn er mange brukere i transformatorstasjonen ved å bruke sentralisert kondensatorkompensasjonsmetode for å forbedre effektfaktoren. I den forbigående prosessen med kompensasjonskondensatorinngang eller kuttet ut, vil nettverksspenningen sannsynligvis ha en veldig høy toppverdi, som et resultat av at likeretteren av frekvensomformeren kan bli utsatt for overdreven omvendt spenning og nedbrytning.
For det andre, omformeren selv til den ytre forstyrrelsen. Rectifier -broen til omformeren er en ikke -lineær belastning på rutenettet, og harmonikken den genererer produserer harmonisk interferens til annet elektronisk og elektrisk utstyr på samme rutenett. I tillegg tar omformeren til frekvensomformeren for det meste PWM-teknologi, når den arbeider i byttemodus og gjør høyhastighetsbytte, genererer den mye koblingsstøy. Derfor er omformeren en kilde til elektromagnetisk interferens til annet elektronisk og elektrisk utstyr i systemet.
Inngangs- og utgangsstrømmene til omformeren inneholder mange høye harmonikker. I tillegg til de lavere harmonikkene som kan utgjøre det reaktive strømtapet av strømforsyningen, er det mange harmoniske komponenter med veldig høy frekvens. De vil spre energien sin på forskjellige måter, og danne interferenssignaler til selve omformeren og annet utstyr.
(1) Inngangsstrømbølgeform Inngangssiden av omformeren er en diode likeretter og kondensatorfilterkrets. Det er klart det er en ladestrøm i likeretterbroen bare når linjespenningen i strømforsyningen er større enn DC -spenningen UD i endene av kondensatoren. Derfor vises ladestrømmen alltid i nærheten av amplitudeverdien til forsyningsspenningen i form av en diskontinuerlig sjokkbølge. Den har en sterk høy harmonisk komponent. Dataene viser at de harmoniske komponentene i 5. og 7. harmonikk i inngangsstrømmen er de største, som er henholdsvis 80% og 70% av 50Hz grunnleggende bølge.
(2) Utgangsspenning og strømbølgeformer Det store flertallet av inverter omformerbro brukes SPM-modulering, utgangsspenningen for driftssyklusen i henhold til sinusformet fordeling av en serie rektangulær formet bølge; På grunn av den induktive naturen til motorstatorviklingen, er statorstrømmen veldig nær sinusformet bølgen. Imidlertid er de harmoniske komponentene som tilsvarer bærerfrekvensen fortsatt store.
For det andre utbredelsen av interferenssignalet
Frekvensomformer kan produsere større kraftharmonikker, på grunn av større kraft, er annet utstyr på systemets interferens sterk, dens interferensvei og generell elektromagnetisk interferensvei er konsistent, hovedsakelig delt inn i ledning (dvs. kretskobling), elektromagnetisk stråling, induktiv kobling. Spesielt: først av alt det omkringliggende elektroniske og elektriske utstyret for å produsere elektromagnetisk stråling; For det andre øker den direkte kjøremotoren for å produsere elektromagnetisk støy, noe som gjør motorjern og kobberforbruk; og ledningsinterferens til strømforsyningen, gjennom distribusjonsnettverket til annet utstyr i systemet; og til slutt omformer til de nærliggende andre linjene for å produsere induktiv kobling, induksjon av interferensspenningen eller strømmen. Tilsvarende interferenssignalet i systemet på samme måte for å forstyrre den normale driften av omformeren.
(1)Metode for kretskobling, det vil si gjennom forplantning av strømforsyningsnett. Ettersom inngangsstrømmen er ikke-sinusoidal, vil den når den er stor, gjøre nettverksspenningsforvrengningen, påvirke arbeidet med annet utstyr, og samtidig Drivet av det motoriske kobbertapet, jerntapet økte betydelig, noe som påvirker driftsegenskapene til motoren. Det er klart at dette er hovedoverføringen av omformerens innløpsstrøm -interferenssignal.
Kringkastingsmodus.
(2) Induktiv kobling Når inngangskretsen eller utgangskretsen til omformeren er nær kretsen til annet utstyr, vil det høye harmoniske signalet til omformeren bli koblet til annet utstyr ved induksjon. Det er to måter å induksjon på:
A, elektromagnetisk induksjonsmåte, som er den viktigste måten for gjeldende interferenssignal;
B, elektrostatisk induksjonsmåte, som er den viktigste måten for spenningsinferensesignal.
(3)Luftbåren stråling, dvs. elektromagnetisk stråling i luften, som er den viktigste forplantningsmodusen for høyfrekvente harmoniske komponenter.
For det tredje, frekvenskontrollsystem anti-interferens motmål
I henhold til de grunnleggende prinsippene for elektromagnetisme, må dannelsen av elektromagnetisk interferens (EMI) ha tre elementer: elektromagnetiske interferenskilder, elektromagnetiske interferensveier, elektromagnetiske interferenssensitive systemer. For å forhindre interferens, kan anti-interferens og programvare-anti-interferens brukes. Blant dem er maskinvare-anti-jamming anvendelsen av det mest grunnleggende og viktige anti-jammingstiltakssystemet, generelt fra motstand og forebygging av de to aspektene for å hemme interferens, er det generelle prinsippet å hemme og eliminere kilden til interferens, kutt Av interferensen til den systemkoblede kanalen, reduserer følsomheten til systemets interferenssignal. Spesifikke tiltak kan brukes i ingeniørisolering, filtrering, skjerming, jording og andre metoder.
1, refererer den såkalte interferensisolasjonen, til interferenskilden fra kretsen og mottakelig for interferens del av isolasjonen, slik at de ikke oppstår elektrisk tilkobling. I frekvenskontrollstasjonssystemet, vanligvis mellom strømforsynings- og forsterkerkretsene på strømledningen ved bruk av isolasjonstransformatorer for å unngå ledning av interferens, kan strømforsyningsisolasjonstransformator brukes på støyisolasjonstransformatoren.
2, i systemlinjen for å angi filterets rolle er å undertrykke interferenssignalet fra omformeren gjennom strømledningsforstyrrelsen til strømforsyningen fra motoren. For å redusere elektromagnetisk støy og tap, kan utgangssiden av frekvensomformeren settes opp utgangsfilter; For å redusere strømforsyningsforstyrrelsen, kan inngangssiden av frekvensomformeren settes opp inngangsfilter. Hvis det er sensitivt elektronisk utstyr i linjen, kan det settes et støyfilter for strømforsyning på strømledningen for å unngå ledningsinterferens. I inngangs- og utgangskretsene til omformeren, i tillegg til de ovennevnte nedre harmoniske komponentene, er det mange høyfrekvente harmoniske strømmer, som vil spre energien deres på forskjellige måter å danne interferenssignaler til annet utstyr. Filtre er de viktigste virkemidlene som brukes til å dempe de harmoniske komponentene med høyere frekvens. Avhengig av hvor de brukes, kan de kategoriseres som.
(1) Inngangsfilter Det er vanligvis to typer filtre:
en. Linjefilter er hovedsakelig sammensatt av induktive spoler. Det demper harmoniske strømmer med høyere frekvens ved å øke impedansen til linjen ved høye frekvenser.
b. Strålingsfilter er hovedsakelig sammensatt av høyfrekvente kondensatorer. Det vil absorbere de harmoniske komponentene med høy frekvens med strålingsenergi.
(2) Outputfilter består også av en induktiv spole. Det kan effektivt svekke de høye harmoniske komponentene i utgangsstrømmen. Det spiller ikke bare rollen som anti-interferens, men svekker også det ekstra dreiemomentet forårsaket av den høye harmoniske harmoniske strømmen i motoren. For anti-interferensmålene til utgangen fra frekvensomformeren, må følgende aspekter få oppmerksomhet til:
en. Kondensatorer har ikke lov til å være koblet til utgangssiden av frekvensomformeren, for ikke å produsere en stor topplading (eller utlading) strøm i øyeblikket av inverterrørledningen (avstengning), noe som kan skade omformerrøret;
b. Når utgangsfilteret er sammensatt av LC -kretsen, må siden av tilgangskondensatoren i filteret være koblet til motorsiden.
3, Å beskytte kilden til interferens er den mest effektive måten å undertrykke forstyrrelser på. Vanligvis frekvensomformeren i seg selv med jernskjerming, for å forhindre lekkasje av elektromagnetisk interferens; Utgangslinjen er best skjermet med stålrør, spesielt når du kontrollerer frekvensomformeren med eksterne signaler, er det nødvendig Hovedkraftlinjen (AC380V) og kontrolllinjen (AC220V) er fullstendig atskilt fra det samme røret eller linjetroen, og aldri sett rundt de elektroniske sensitive utstyrslinjene krever også skjerming. For å gjøre skjermingen effektivt, må skjoldet være pålitelig jordet.
4, Riktig jording kan gjøre systemet effektivt hemmer utenlandsk interferens, men også for å redusere selve utstyret til omverdenens innblanding. I den faktiske anvendelsen av systemet, på grunn av systemstrømforsyningsnulllinjen (midtlinjen), er bakken (beskyttende jording, system for jording) ikke delt, kontrollsystemet skjermet jord (kontrollsignalskjerming og hovedkretslederskjerming bakken ) av den kaotiske forbindelsen, reduserer systemets stabilitet og pålitelighet.
For omformere er riktig jording av hovedkretsterminalen PE (E, G) et viktig middel for å forbedre omformerens evne til å undertrykke støy og redusere omformerens interferens, så det må tas veldig alvorlig i praktiske anvendelser. Tverrsnittsarealet til omformerens jordingsleder skal generelt ikke være mindre enn 2,5 mm2, og lengden skal kontrolleres innen 20 meter. Det anbefales at jording av omformeren og annet kraftutstyr for jording separat, ikke kan være vanlig grunn.
5, bruk av reaktor
I inngangsstrømmen til frekvensomformeren i nedre frekvens harmoniske komponenter (5. harmonisk, 7. harmonisk, 11. harmonisk, 13. harmonisk, etc.) utgjorde en veldig høy andel av dem i tillegg til mulig forstyrrelse av normal drift av annet utstyr , men også fordi de bruker en stor mengde reaktiv kraft, slik at strømfaktoren er kraftig redusert. Å strenge en reaktor i inngangskretsen er en effektiv måte å undertrykke lavere harmoniske strømmer. Avhengig av ledningsposisjonen, er det to hovedtyper:
(1) Reaktor koblet i serie mellom strømforsyningen og inngangssiden av omformeren. Dens viktigste funksjoner er:
en. Øk effektfaktoren til (0. 75-0. 85) ved å undertrykke den harmoniske strømmen;
b. Svekke inrushstrømmen i inngangskretsen til omformeren;
C, svekker effekten av strømforsyningsspenningsubalanse.
(2) DC -reaktor koblet i serie mellom likeretterbroen og filterkondensatoren. Den har en enkelt funksjon, som er å svekke de høye harmoniske komponentene i inngangsstrømmen. Imidlertid er det mer effektivt enn AC -reaktor i å forbedre effektfaktoren, som kan nå 0. 95, og har fordelene med enkel struktur og liten størrelse.
6, rasjonelle ledninger
For interferenssignalet som er forplantet gjennom induksjonsmetoden, kan det svekkes ved hjelp av rasjonelle ledninger. Spesifikke metoder er:
(1) strømlinjen og signallinjen til utstyret skal være langt borte fra inngangs- og utgangslinjene til omformeren;
(2) andre utstyrskraftledninger og signallinjer bør unngås og inverterinngangs- og utgangslinjer parallelt;
For det fjerde, konklusjonen
Gjennom analysen av kildene og forplantningsveiene for interferens i prosessen med frekvensomformersapplikasjon, er praktiske mottiltak for å løse disse problemene blitt fremmet. Med kontinuerlig anvendelse av nye teknologier og nye teorier om frekvensomformere, har oppmerksomhet på EMC -kravene til frekvensomformere blitt et problem som må bli møtt av utformingen og anvendelsen av frekvensomformer Speed Control Drive Systems, og det er også en av Nøkler til frekvensomformers applikasjon og promotering. Disse problemene som eksisterer i frekvensomformeren forventes å bli løst ved funksjon og kompensasjon av selve frekvensomformeren. Industrielt sted og det sosiale miljøet i kravene til frekvensomformer fortsetter å forbedre seg, for å imøtekomme de faktiske behovene til den virkelige "grønne" frekvensomformeren vil snart komme ut. Vi tror at EMC -problemet med omformeren vil bli løst effektivt.