導(dǎo)言:
變頻調(diào)速作為一種交流電機調(diào)速方式,伴隨著電力電子技術(shù)的不斷發(fā)展?jié)u漸成為不可或缺的調(diào)速方式。三科變頻器以其優(yōu)異的調(diào)速性能和顯著的節(jié)能效果,在工業(yè)尤其是在中小型工業(yè)控制領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。
可一般來說不管變頻器品牌哪種,設(shè)備內(nèi)部的晶閘管在運行中都是處于在高速開關(guān)的工作狀態(tài)下,持續(xù)的通斷會產(chǎn)生持續(xù)的干擾電流,伴隨著大量的輻射、諧波等電氣污染,這將干擾工程,造成測控系統(tǒng)的故障,嚴(yán)重破壞系統(tǒng)的穩(wěn)定性,甚至變頻器本身也會受到干擾,造成“自舉”調(diào)速故障。接下就以三科變頻器維修人員的經(jīng)驗為大家列舉幾個干擾源。
1、接地
接地不良的問題:
a、沒有接好或接地電阻太大(接地電阻應(yīng)小于10Ω),導(dǎo)致變頻器運行產(chǎn)生感應(yīng)電壓。
b、三相電與單相電混用,或單相電的零線與地線共用及混用,形成電位差而產(chǎn)生干擾電壓。
c、多端接地,如變頻器與電機在不同地方接地,控制柜與變頻器用不同的地方接地等等,都會產(chǎn)生跨步電壓或電壓異常而產(chǎn)生干擾。
一般對策:單點良好接地;分開回路電流與接地電流;分開主電路用電與控制回路用電;對所埋地線澆鹽水,增強導(dǎo)電性等。干擾源分析和抑制
2、輸入端(R、S、T)
變頻器通過二極管三相全橋電路將交流電整流成直流電,其輸入電流是大脈沖狀,非正弦波,含有高次諧波。這種高次諧波一般在20次諧波以內(nèi),可能會影響到此供電線路上的其他設(shè)備,屬于傳導(dǎo)性干擾。
一般對策:加輸入電抗器(對低次諧波),加輸入濾波器或磁環(huán)(對高次諧波),或改變其他用電設(shè)備的接線點以遠(yuǎn)離RST端子。
3、電網(wǎng)
A、當(dāng)電網(wǎng)存在高次諧波或波形畸變,或瞬間跌落等現(xiàn)象時,最好增加輸入電抗器及輸入濾波器或磁環(huán)等。
B、注意電網(wǎng)三相負(fù)載的平衡,以及三相三線制,三相四線制,三相五線制的混接,以免形成地電流和電壓異常。
C、當(dāng)變頻器上端供電變壓器大于變頻器容量10倍以上且距離較近時,要加輸入電抗器以改善輸入電流波形,減少諧波干擾。
4、輸出端(U、V、W)
變頻器的PWM輸出端,電壓是調(diào)制方波,電流是正弦波狀的狗牙波,含有豐富的高次諧波,與載波頻率成各種比例關(guān)系,當(dāng)載波頻率較高時也會變成射頻干擾。屬于傳導(dǎo)性加感應(yīng)性干擾。
一般對策:變頻器輸出線加屏蔽套管,在變頻器側(cè)單端接地;加輸出電抗器或輸出濾波器或磁環(huán);改變走線方式遠(yuǎn)離其他電路線路;降低載波頻率等。
5、配線
注意與檢查事項:
A、RST與UVW線不能同扎,要保持20~60cm(與強電電流大小有關(guān))以上的距離,以防輸出諧波干擾回饋到輸入端而影響其他設(shè)備。
B、主電路走線與控制信號線不能同槽或并行,一定要一起布線時,要保持垂直穿越,同時注意使用屏蔽線或雙絞線,保證回路導(dǎo)線所包圍的面積最小。
C、注意將高頻線與低頻線分散分開布置。
D、接地線不能太細(xì)太長。
E、其他設(shè)備控制回路用電盡量不在RST端子上取電,盡量從遠(yuǎn)端配電源取電。
6、隔離
注意將輸入輸出信號線進(jìn)行必要的隔離,特別要注意擴(kuò)展卡和外部電路的隔離;要考慮不同系統(tǒng)的電位電平問題,如強電與弱電,動力電與控制信號是否沒有隔離?是否共地?客戶電源與信號的系統(tǒng)接線與變頻器信號邏輯是否一致?是否匹配?必要時可以采取隔離措施,如采用光耦,隔離變壓器等;或改變接口電路設(shè)計。
7、屏蔽
A、信號線距離比較長,或在靠近強電回路附近穿過,或信號頻率比較高,或電壓型弱信號,或周邊有觸點開關(guān)設(shè)備,都要采取屏蔽措施,如用帶屏蔽層的導(dǎo)線等,以防被干 擾。
B、動力線,特別是UVW線,如有可能和必要,要盡量放入金屬套管中,以防干擾別的其他設(shè)備。
C、對于開關(guān)電源等高頻率工作部件,如有需要可以加金屬屏蔽層(網(wǎng))進(jìn)行屏蔽。
8、射頻干擾
主要由三個地方發(fā)生:
A、變頻器內(nèi)部開關(guān)電源(40-50KHz)
B、主電路IGBT換相時的浪涌電磁過程(與開關(guān)速度、主電路漏感及載波頻率有關(guān))
C、PWM輸出線(如前述)。
一般對策:A,B兩項一般與設(shè)計有關(guān),如果通過了EMC安規(guī)測試就沒有問題。一般外部用戶特殊處理就是加金屬屏蔽層和改變變頻器安裝方向。
結(jié)語:
上述內(nèi)容是由三科變頻器維修人員近年所收集經(jīng)常遇到的變頻器干擾問題,通過結(jié)合了維修人員所處理變頻器干擾問題的經(jīng)驗,具體分析變頻器干擾源、傳輸方式以及在實際應(yīng)用中的處理對策,以供參考。