导言:
变频调速作为一种交流电机调速方式,伴随着电力电子技术的不断发展渐渐成为不可或缺的调速方式。三科变频器以其优异的调速性能和显著的节能效果,在工业尤其是在中小型工业控制领域得到了广泛的应用。
可一般来说不管变频器品牌哪种,设备内部的晶闸管在运行中都是处于在高速开关的工作状态下,持续的通断会产生持续的干扰电流,伴随着大量的辐射、谐波等电气污染,这将干扰工程,造成测控系统的故障,严重破坏系统的稳定性,甚至变频器本身也会受到干扰,造成“自举”调速故障。接下就以三科变频器维修人员的经验为大家列举几个干扰源。
1、接地
接地不良的问题:
a、没有接好或接地电阻太大(接地电阻应小于10Ω),导致变频器运行产生感应电压。
b、三相电与单相电混用,或单相电的零线与地线共用及混用,形成电位差而产生干扰电压。
c、多端接地,如变频器与电机在不同地方接地,控制柜与变频器用不同的地方接地等等,都会产生跨步电压或电压异常而产生干扰。
一般对策:单点良好接地;分开回路电流与接地电流;分开主电路用电与控制回路用电;对所埋地线浇盐水,增强导电性等。干扰源分析和抑制
2、输入端(R、S、T)
变频器通过二极管三相全桥电路将交流电整流成直流电,其输入电流是大脉冲状,非正弦波,含有高次谐波。这种高次谐波一般在20次谐波以内,可能会影响到此供电线路上的其他设备,属于传导性干扰。
一般对策:加输入电抗器(对低次谐波),加输入滤波器或磁环(对高次谐波),或改变其他用电设备的接线点以远离RST端子。
3、电网
A、当电网存在高次谐波或波形畸变,或瞬间跌落等现象时,最好增加输入电抗器及输入滤波器或磁环等。
B、注意电网三相负载的平衡,以及三相三线制,三相四线制,三相五线制的混接,以免形成地电流和电压异常。
C、当变频器上端供电变压器大于变频器容量10倍以上且距离较近时,要加输入电抗器以改善输入电流波形,减少谐波干扰。
4、输出端(U、V、W)
变频器的PWM输出端,电压是调制方波,电流是正弦波状的狗牙波,含有丰富的高次谐波,与载波频率成各种比例关系,当载波频率较高时也会变成射频干扰。属于传导性加感应性干扰。
一般对策:变频器输出线加屏蔽套管,在变频器侧单端接地;加输出电抗器或输出滤波器或磁环;改变走线方式远离其他电路线路;降低载波频率等。
5、配线
注意与检查事项:
A、RST与UVW线不能同扎,要保持20~60cm(与强电电流大小有关)以上的距离,以防输出谐波干扰回馈到输入端而影响其他设备。
B、主电路走线与控制信号线不能同槽或并行,一定要一起布线时,要保持垂直穿越,同时注意使用屏蔽线或双绞线,保证回路导线所包围的面积最小。
C、注意将高频线与低频线分散分开布置。
D、接地线不能太细太长。
E、其他设备控制回路用电尽量不在RST端子上取电,尽量从远端配电源取电。
6、隔离
注意将输入输出信号线进行必要的隔离,特别要注意扩展卡和外部电路的隔离;要考虑不同系统的电位电平问题,如强电与弱电,动力电与控制信号是否没有隔离?是否共地?客户电源与信号的系统接线与变频器信号逻辑是否一致?是否匹配?必要时可以采取隔离措施,如采用光耦,隔离变压器等;或改变接口电路设计。
7、屏蔽
A、信号线距离比较长,或在靠近强电回路附近穿过,或信号频率比较高,或电压型弱信号,或周边有触点开关设备,都要采取屏蔽措施,如用带屏蔽层的导线等,以防被干 扰。
B、动力线,特别是UVW线,如有可能和必要,要尽量放入金属套管中,以防干扰别的其他设备。
C、对于开关电源等高频率工作部件,如有需要可以加金属屏蔽层(网)进行屏蔽。
8、射频干扰
主要由三个地方发生:
A、变频器内部开关电源(40-50KHz)
B、主电路IGBT换相时的浪涌电磁过程(与开关速度、主电路漏感及载波频率有关)
C、PWM输出线(如前述)。
一般对策:A,B两项一般与设计有关,如果通过了EMC安规测试就没有问题。一般外部用户特殊处理就是加金属屏蔽层和改变变频器安装方向。
结语:
上述内容是由三科变频器维修人员近年所收集经常遇到的变频器干扰问题,通过结合了维修人员所处理变频器干扰问题的经验,具体分析变频器干扰源、传输方式以及在实际应用中的处理对策,以供参考。