В различных системах промышленного управления, с широко распространенным использованием электронных устройств, таких как частотные преобразователи, электромагнитные интерференции системы (EMI) становится все более серьезным, соответствующие методы проектирования противоположных конференций (т.е. электромагнитная совместимость EMC) становится все более важным Полем Системные помехи частоты могут иногда непосредственно вызывать аппаратные повреждения системы, а иногда не могут повредить аппаратное обеспечение системы, но часто выводят работу программы микропроцессорной системы из контроля, что приводит к сбое контроля, что приводит к тому, что оборудование и производственные несчастные случаи. Следовательно, как улучшить способность и надежность системы в системе является важной частью разработки и применения устройств автоматизации не может быть проигнорирована, а также одним из ключей к применению и продвижению технологии управления компьютером. Когда дело доходит до задачи противоположного преобразователя частоты, прежде всего, мы должны понять источник помех, режим распространения, а затем принять различные меры для этих помех.
Во -первых, источник помех инвертора
Первый - это помехи от внешней сетки. Гармонические помехи в сетке в основном через инвертор интерферентора питания инвертора. В энергосистемой сетке существует большое количество гармонических источников, таких как различное оборудование для выпрямителя, оборудование переменного тока и постоянного тока, оборудование для регулировки электронного напряжения, нелинейные нагрузки и оборудование для освещения. Все эти нагрузки делают напряжение и ток в сетке для получения искажения формы волны, что создает вредные помехи для другого оборудования в сетке. Питание преобразователя частотном преобразователе. В помех с загрязненной сеткой переменного тока. Если не будет рассмотрено, шум сетки будет проходить через преобразователь частоты помех с цепью мощности сетки. Интерференция питания в преобразователь частоты: (1) чрезмерное напряжение, недостаточное напряжение, мгновенные потери мощности (2) всплеск, падение (3) импульс напряжения всплеска (4) радиочастотные помехи.
1, оборудование для преобразователя Thyristor на помехи инвертора
Когда в сети питания существует большая мощность оборудования для преобразователя питания, поскольку тиристор всегда проводится в части каждого полуцикла фазы, легко сделать сетевое напряжение, а форма волны серьезно искажена. Это позволяет повреждению выпрямителя на входной стороне инвертора из -за возникновения большого напряжения обратного обращения, которое может привести к разрушению входной цепи и сгорает.
2, Вмешательство конденсации электроэнергии с инвертором
Силовой сектор коэффициента мощности силового блока имеет определенные требования, по этой причине многие пользователи находятся в подстанции, используя централизованный метод компенсации конденсатора для улучшения коэффициента мощности. В процессе переходного процесса ввода или вырезания компенсационных конденсаторов напряжение сети, вероятно, будет иметь очень высокое пиковое значение, в результате которого диод выпрямителя преобразователя частот может быть подвергнут чрезмерному обратному напряжению и расщеплению.
Во -вторых, сам инвертор к внешним помехам. Мост выпрямителя инвертора представляет собой нелинейную нагрузку на сетку, а гармоники, которые он генерирует, дают гармонические помехи для другого электронного и электрического оборудования в той же сетке. Кроме того, инвертор частотного преобразователя в основном использует технологию PWM, когда работа в режиме переключения и выполнение высокоскоростного переключения, он генерирует много шума. Следовательно, инвертор является источником электромагнитных помех для другого электронного и электрического оборудования в системе.
Входные и выходные токи инвертора содержат много высоких гармоник. В дополнение к более низким гармоникам, которые могут представлять собой потерю реактивной мощности источника питания, существует много гармонических компонентов очень высокой частоты. Они будут распространять свою энергию различными способами, образуя интерференционные сигналы самому инвертору и другому оборудованию.
(1) Входная форма волны Входной стороны инвертора представляет собой диодную выпрямитель и цепь фильтра -конденсатора. Очевидно, что в мостике выпрямителя существует только ток зарядки только тогда, когда линейное напряжение источника питания больше, чем у постоянного напряжения, на концах конденсатора. Следовательно, ток зарядки всегда появляется вблизи значения амплитуды напряжения питания в виде прерывистой ударной волны. У этого есть сильный высокий гармонический компонент. Данные показывают, что гармонические компоненты 5 -й и 7 -й гармоники в входном токе являются крупнейшими, которые составляют 80% и 70% фундаментальной волны 50 Гц соответственно.
(2) Выходное напряжение и формы волны тока. Подавляющее большинство инверторного инверторного моста используется SPWM-модуляция, выходное напряжение для рабочего цикла в соответствии с синусоидальным распределением серии прямоугольной формы волны; Из -за индуктивной природы обмотки моторного статора ток статора очень близок к синусоидальной волне. Тем не менее, гармонические компоненты, равные частоте носителей, по -прежнему велики.
Во -вторых, распространение сигнала помех
Частотный преобразователь может производить более крупные гармоники мощности. Из -за большей мощности, другое оборудование на системном помех является сильным, его путь интерференции и общий путь электромагнитного интерференции являются согласованными, в основном делится на проводимость (т.е. сочетание цепи), электромагнитное излучение, индуктивное соединение. В частности: во -первых, окружающее электронное и электрическое оборудование для получения электромагнитного излучения; Во-вторых, двигатель прямого привода для производства электромагнитного шума, что увеличивает потребление железа и меди; и вмешательство проводимости в источник питания через распределительную сеть в другое оборудование в системе; и, наконец, инвертор в соседние другие линии для получения индуктивной связи, индукции интерференционного напряжения или тока. Точно так же сигнал интерференции в системе с помощью одинакового способа мешать нормальной работе инвертора.
(1)Метод связи схемы, то есть посредством распространения сети питания. Поскольку входной ток является несинусоидальным, когда пропускная способность инвертора велика, он сделает искажение сети напряжения, влияя на работу другого оборудования, и в то же время выходная сторона для помех проводимости, генерируемой прямым Привод моторной потери меди, потеря железа значительно увеличилась, влияя на эксплуатационные характеристики двигателя. Очевидно, что это основная передача сигнала интерференции входного тока инвертора.
Режим вещания.
(2) Индуктивная связь Когда входная цепь или выходная схема инвертора находится близко к схеме другого оборудования, сигнал высокой гармоники инвертора будет связан с другим оборудованием путем индукции. Есть два способа индукции:
A, Электромагнитный путь индукции, который является основным способом сигнала интерференции тока;
B, электростатическая индукция, который является основным способом сигнала интерференции напряжения.
(3)Воздушное излучение, то есть электромагнитное излучение в воздух, который является основным способом распространения высокочастотных гармонических компонентов.
В-третьих, противоположные системы управления частотой противоположностью
Согласно основным принципам электромагнетизма, образование электромагнитных помех (EMI) должно иметь три элемента: источники электромагнитных помех, пути электромагнитных интерференций, системы чувствительных к электромагнитным интерференциям. Чтобы предотвратить помехи, можно использовать аппаратное противоположное и программное противоположность. Среди них аппаратное антипонтирование-это применение самой основной и важной системы противодействующих мер, как правило, от сопротивления и профилактики двух аспектов для ингибирования интерференций, общий принцип заключается в ингибировании и устранении источника помех, разреза Вне интерференции в систему связанного канала, снимите чувствительность сигнала системного интерференции. Конкретные меры могут использоваться в инженерной изоляции, фильтрации, экранировании, заземлениях и других методах.
1, так называемая интерференционная изоляция относится к источнику помех из цепи и подвержена помехим части изоляции, чтобы они не происходили электрическим соединением. В системе привода управления частотой, как правило, между цепками питания и усилителями на линии питания с использованием изоляционных трансформаторов, чтобы избежать проводимости помех, трансформатор изоляции питания может быть применен к трансформатору шумоподавления.
2, в системной линии, чтобы установить роль фильтра, состоит в том, чтобы подавить интерференционный сигнал от инвертора через интерференцию проводимости линии электропередачи на источник питания от двигателя. Чтобы уменьшить электромагнитный шум и потери, выходной стороной частоты преобразователя может быть установлен выходной фильтр; Чтобы уменьшить помехи питания, входная сторона преобразователя частоты может быть настроена входным фильтром. Если в линии есть чувствительное электронное оборудование, на линии электропередачи может быть установлен фильтр шума питания, чтобы избежать помех для проводимости. В входных и выходных цепях инвертора, в дополнение к вышеуказанным более низким гармоническим компонентам, существует много высокочастотных гармонических токов, которые будут распространять свою энергию различными способами формирования интерференционных сигналов для другого оборудования. Фильтры являются основным средством, используемым для ослабления компонентов с более высокой частотной гармоникой. В зависимости от того, где они используются, они могут быть классифицированы как.
(1) Входные фильтры обычно существуют два типа фильтров:
а Линейные фильтры в основном состоят из индуктивных катушек. Он ослабляет более частотные гармонические токи, увеличивая импеданс линии на высоких частотах.
беременный Радиационные фильтры в основном состоят из высокочастотных конденсаторов. Он поглотит гармонические компоненты высокой частоты с сияющей энергией.
(2) выходной фильтр. Он также состоит из индуктивной катушки. Это может эффективно ослабить высокие гармонические компоненты в выходном токе. Он не только играет роль противоположной конференции, но и ослабляет дополнительный крутящий момент, вызванный высоким гармоническим гармоническим током в двигателе. Для противоположных показателей вывода частотного преобразователя необходимо обратить внимание на следующие аспекты:
а Конденсаторам не разрешается подключать к выходной стороне преобразователя частот, чтобы не производить большой пиковой зарядной (или разгрузочный) ток в момент проводимости инверторной трубки (выключение), что может повредить инверторную трубку;
беременный Когда выходной фильтр состоит из схемы LC, сторона конденсатора доступа в фильтре должна быть подключена со стороной двигателя.
3, Экранирование источника интерференции является наиболее эффективным способом подавления помех. Обычно сам преобразователь частоты с помощью железного экранирования, чтобы предотвратить утечку электромагнитных помех; Выходная линия лучше всего экранируется стальной трубой, особенно при управлении трансформатором частоты с помощью внешних сигналов, линия сигнала должна быть как можно более коротки Основная линия электроснабжения (AC380V) и линия управления (AC220V) полностью отделены от того же трубопровода или линейного впадины, никогда не ставят вокруг электронных чувствительных линий оборудования, также требуется экранирование. Чтобы сделать экранирование эффективным, щит должен быть надежно заземлен.
4, Правильное заземление может сделать систему эффективно ингибировать иностранные помехи, но также для того, чтобы уменьшить самоуправление до внешнего мира. В фактическом применении системы из -за нулевой линии питания системы (центральная линия) заземление (защитное заземление, заземление системы) не разделяется, заземление экранирования системы управления (заземление экранирования сигнала управления и заземляющий заземление основного проводника цепи ) хаотической связи, значительно снижая стабильность и надежность системы.
Для инверторов правильное заземление терминала основной схемы PE (e, G) является важным средством улучшения способности инвертора подавлять шум и уменьшить интерференцию инвертора, поэтому его необходимо относиться очень серьезно в практических приложениях. Площадь поперечного сечения проводника заземления инвертора должна быть не менее 2,5 мм2, а длина должна контролироваться в пределах 20 м. Рекомендуется, чтобы заземление инвертора и другого энергетического оборудования, заземляющего, не было общим.
5, использование реактора
На входном токе частотного преобразователя в компонентах гармоники с более низкой частотой (5 -я гармоника, 7 -я гармоника, 11 -я гармоника, 13 -я гармоника и т. Д.) Приходилось на очень высокую долю из них в дополнение к возможным помехам с нормальной работой других оборудования , но также и потому, что они потребляют большое количество реактивной силы, так что линия коэффициента мощности значительно снижается. Сдвига реактора в входной схеме является эффективным способом подавления более низких гармонических токов. В зависимости от позиции проводки, есть два основных типа:
(1) Реактор подключен последовательно между источником питания и входной стороной инвертора. Его основные функции:
а Увеличьте коэффициент мощности до (0. 75-0. 85), подавив гармонический ток;
беременный Ослабить ток запуска в входной цепи до инвертора;
C, ослабляйте влияние дисбаланса напряжения питания.
(2) Реактор постоянного тока подключен последовательно между мостом выпрямителя и фильтром. Он имеет единую функцию, которая состоит в том, чтобы ослабить высокие гармонические компоненты в входном токе. Тем не менее, он более эффективен, чем реактор переменного тока, в улучшении коэффициента мощности, который может достигать {1}}. 95, и имеет преимущества простой структуры и небольшого размера.
6, рациональная проводка
Для интерференционного сигнала, распространяемого с помощью метода индукции, может быть ослаблен путем рациональной проводки. Конкретные методы:
(1) Линия электропередачи и сигнала оборудования должны находиться далеко от входных и выходных линий инвертора;
(2) следует избегать других линий электропередачи и линий сигнала и линий инвертора и параллельны линии выхода;
В -четвертых, заключение
Благодаря анализу источников и путей распространения помех в процессе применения преобразователя частот, были выдвинуты практические контрмеры для решения этих проблем. Благодаря непрерывному применению новых технологий и новых теорий на преобразователях частот, внимание к требованиям EMC к преобразователям частот стало проблемой, которая должна столкнуться с проектированием и применением систем управления скоростью частоты, а также является одним из Ключи к приложению и продвижению преобразователя частот. Ожидается, что эти проблемы, существующие в частотном преобразователе, будут решены функцией и компенсацией самого преобразователя частот. Промышленный сайт и социальная среда требований к преобразованию частот продолжают улучшаться, чтобы удовлетворить фактические потребности реального «зеленого» частотного преобразователя. Мы считаем, что проблема EMC инвертора будет эффективно решена.