浅谈变频器的干扰问题与解决方法

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浅谈变频器对测量仪表的干扰及解决措施

浅谈变频器对测量仪表的干扰及解决措施

中 图分 类 号 :O 14 1 T 1.5
文 献 标识 码 : B
文 章 编 号 :0 5 3 0 2 1 )2 6 2 10 —8 7 (0 0 0 —2 —0
蒸 汽煅 烧炉 是纯碱 生产 的专用设 备 。 由于 该设
备是 倾斜 的传 动设备 , 炉体旋 转 时要 产生 下滑 力 , 该
替换 , 需采取仪表外 的现场抗干 扰措施 。 则
2 故 障 原 因分 析
3 现 场 解 决 措 施
影 响仪表 检测 电路 的主要 干扰 源是 现场 强 电磁
场 和供 电电源 的波 动 , 者 对 仪表 的影 响 较 小且 较 后 容 易克服 , 般 只 需选 择 好 的 电源 变 压 器 ( 重 屏 一 三 蔽) 并将仪 表直 流部 分 的滤波及 稳 压 电路 处理好 ( 例
也 运行 良好 。
关键 词 : 频 器 ; 变 测量 仪表 ; 扰 ; 决 措 施 干 解
中 图 分 类 号 : P 2 6. T 0 3
文 献 标 识 码 : B
文 章 编 号 : 0 5—8 7 2 1 0 —2 —0 10 3 0( 0 O) 2 5 2
随着变频 器技 术 的 日趋 成 熟 , 其 是 在节 能 降 尤 耗、 远程 控制 、 低维 护 率 等 方 面 的 优势 愈 来 愈 突 出 ,
调 节模 式将被 大 量采用 的同时也 给传 统 的测量仪 表 检 测带来 了新 的问题 : 多离 变 频 器 较 近 的测 量 仪 许 表 因受 到变 频 器 运 行 所 带 来 的 干 扰 而 出现 异 常 状 态 , 的仪表 出现 较大 的测 量误 差 , 有一 些仪表 甚 有 还
至不 能正 常工 作 , 但 影响 了化工 生产 的操 作 , 大 不 也

变频器干扰问题的解决方法研究

变频器干扰问题的解决方法研究

蹙。

塑:苎凰变频器干扰问题的解决方法研究邹玉东(贞元(集团)有限责任公司,河南安阳455000)脯要】变频器控制系统工作时易受到外界电磁干扰,严重影响变频系统工作的可靠性。

为了实现变频器应用系统稳定、可靠、安全运行,本文对变频器干扰问题的抑制措施和消除干扰的方法进行了分析和探讨。

p∈键翊变频器;高次谐渡;抗干抚技术}?,d}-j|}?1}变频器以其卓越的调速性能、良好的节能效果,已在工业控制系统中广泛应用,但同时也带来了严重的干扰问题:变频器产生的电磁干扰增加了电网产生谐振的可能性:严重增加了电动机附加损耗;使保护电器误动作;给电子设备、通讯设备造成干扰等,破坏信号的正常传递。

因此有必要通过研究抗干扰技术,来解决变频器应用中的干扰问题。

1变频制动系统抗干扰的技术分析为了将变频器动力系统产生的干扰和造成的危害消灭在萌芽状态,对干扰源应采取刚氏系统对干扰信号的敏感性;切断干扰对系统的藕合通道:抑制和消除干扰源等措施,以提高系统的抗干扰能力和可靠性,确保整个控制系统可靠安全的工作。

1.1接地接地技术是抑制电磁干扰、提高电子设备电磁兼容性的重要手段之一,在系统抗干扰中占有重要的地位。

接地的种类繁多主要分为以下几种。

1.1.1保护接地当变频控制系统导线与金属外壳短搂时,金属外壳就会对地形成较高电压。

为了确保系统设备和人员不受损害,系统中平时不带电的金属部分必须与地之间进行良好的电气连接。

1.12防电磁干扰接地防电磁干扰接地采取的办法是把系统中电路单元的模拟信号、数字信号、电网中各种整流设备、非线性负载等级和抗干扰能力等分清,将相近的电路单元划入同一组,对于不同的干扰应取不同的抗干扰措施。

1.13屏蔽接地为了减小电路间不需要的耦合,在系统中往往需要设置抑制电场耦合的屏蔽接地、通信线屏蔽接地、传感器信号屏蔽接地、模拟f言号屏蔽接地措施。

采用有效的屏蔽和正确的接地可减:步和消除干扰。

从干扰的角度讲,低频干扰严重时采用屏蔽点单点接地,高频干扰严重时采用多点接地。

变频器产生的电磁干扰及消除方法

变频器产生的电磁干扰及消除方法

3科技资讯科技资讯S I N &T NOLOGY I NFO RM TI ON 2008NO .28SC I EN CE &TECH NO LOG Y I N FOR M A TI O N 动力与电气工程变频器调速技术是集自动控制、微电子、电力电子、通信等技术于一体的高科技技术。

采用变频器驱动的电动机系统因其节能效果明显、调节方便、维护简单、网络化等优点而被越来越多的应用。

由于其采用软启动,减少了设备和电机的机械冲击,延长其使用寿命。

但是,由于变频器特殊的工作方式带来的干扰越来越不容忽视。

1主要电磁干扰途径变频器能产生功率较大的谐波,对系统其他设备干扰性较强。

其干扰途径与一般电磁干扰途径是一致的,主要分电磁辐射、传导、感应耦合。

下面分别加以分析。

1.1电磁辐射变频器如果不是处在一个全封闭的金属外壳内,它就可以通过空间向外辐射电磁波。

其辐射场强取决于干扰源的电流强度、装置的等效辐射阻抗以及干扰源的发射频率。

变频器的整流桥对电网来说是非线性负载,它所产生的谐波对接入同一电网的其它电子、电气设备产生谐波干扰。

变频器的逆变桥大多采用P WM 技术,当根据给定频率和幅值指令产生预期的和重复的开关模式时,其输出的电压和电流的功率谱是离散的,并且带有与开关频率相应的高次谐波群。

高载波频率和场控开关器件的高速切换(dv/dt 可达1kV/μs 以上)所引起的辐射干扰问题相当突出。

1.2传导电磁干扰除了通过与其相连的导线向外部发射,也可以通过阻抗耦合或接地回路耦合将干扰带入其它电路。

与辐射干扰相比,其传播的路程可以很远。

比较典型的传播途径是:接自工业低压网络的变频器所产生的干扰信号将沿着配电变压器进入中压网络,并沿着其它的配电变压器最终又进入民用低压配电网络,使接自民用配电母线的电气设备成为远程受害者。

1.3感应耦合感应耦合是介于辐射与传导之间的第三条传播途径。

当干扰源的频率较低时,干扰的电磁波辐射能力相当有限,而该干扰源又不直接与其它导体连接,但此时的电磁干扰能量可以通过变频器的输入、输出导线与其相邻的其他导线或导体产生感应耦合,在邻近导线或导体内感应出干扰电流或电压。

浅谈在现场总线控制下变频器的干扰预防和治理

浅谈在现场总线控制下变频器的干扰预防和治理
声 , 低通讯 质量 或数 据 丢失 。 减
2 2 谐波 电压 及 电流 国 家标 准 .
为一系列矩形波组成的脉宽调制的接近于三相正弦 波 形 的交 流 电 , 出 电压和 电流 波形 中均 含 有 高 次 输
谐波, 每一 个变 频 器作为 谐 波 电力源 , 向电源母 线 注
根据 国 家 标 准 《 电能 质 量 公 共 电 网谐 波 ) / ) GB T15 9 9 , 公共 电 网谐 波 电压 和谐 波 电流 限 值 44 - 3对
缘 老化 容 易击 穿 。
2 1 3 谐波 对 电缆 的危 害 : .. 同样 的 电气 原 理 , 使 会
常运行 , 还会导致供电设备发热损坏 , 严重干扰电源
及周 围 的 电气 和 电子设 备 的运行 。 同时 , 频 器 的 电 变
磁干扰 会 对控 制设 备尤 其 是现 场总 线设 放为 基础 的 低碳经 济 低 低
模 式不 断 推 广 , 能源 技 术 创 新为 核 心 的变 革 正 大 以 步走 入我 们 的生产 生 活 当中 。出于 节 约能源 和 自动
化控制 的 目的变频 调速 技 术在 石化 、 电力 、 其他 领 及 域被 大 规模 应 用 , 仅 数 量 多 、 不 功率 大 , 被 密 集 使 并
表5
谐 电 次 波 流 数 谐 电 () 波 流A
比 结 较 果
85429713O O9 31 67 89 67 1.73.76.98.26.94.12.72.2 15 10 7 5 1 0 6 4 0 5 4 O 3 5 3 0
2 1 年第 1 期 00 0
内蒙 古石 油化 工
l3 1
浅 谈在现 场总线控制下变频 器的干扰预防和治理

变频器谐波干扰的解决方法

变频器谐波干扰的解决方法

变频器谐波干扰的解决方法变频器以其节能显著,保护完善,控制性能好,使用维护方便等特点,迅速发展起来,已成为电动机调速的主潮流,怎样结合生产工艺要求正确使用变频器并使其充分发挥效益,已成为我们关注的焦点。

近年来,随着我厂变频器投用量增多,变频设备干扰引起故障也在增多,电气设备出现的谐波干扰问题主要表现有以下几方面:(1)谐波干扰导致电力系统无功功率增大,造成功率因数明显降低;(2)现场电机受到变频谐波干扰引起电机噪声与振动增大,温度升高;(3)谐波干扰造成系统电缆故障率增多,绝缘老化,引起电缆对地故障;(4)谐波干扰引起断路器工作不稳定,引起开关误动作;(5)谐波干扰对通讯电路的干扰,引起联锁电路误动作等。

一、变频器的基本原理和电路组成变频器有主回路和辅助控制电路组成,其中主回路有整流模块、平波电容、滤波电容、逆变电路、限流电阻和接触器等元器件组成;辅助控制电路由驱动电路、保护信号检测电路、控制电路脉冲发生及信号处理电路等组成,如下为变频器逆变电路图。

这种电路特点是,电源采用三相电流全波整流,中间直流环节的储能单元采用大容量电容作为储能元件,负载的无功功率将由它来缓冲。

由于大电容的作用,主电路的直流电压比较平稳。

然后经过 6 个功率管IGBT 进行信号调制,产生电动机端的电压为方波或波电流。

故称为电压型变频器。

现在普遍应用的都是电压型变频器。

二、变频器应用中的谐波干扰问题及危害谈到变频器的谐波干扰问题,首先要了解干扰的来源,变频器本身就是一种谐波干扰源,变频器谐波是由交流电整流电路和直流电转换为交流过程中产生的。

当电子元件IGBT 工作于开关模式作高速切换时,产生大量耦合性电磁电流。

因此变频器对电气系统内其它电子、电气设备来说是一个电磁干扰源。

在现实工作中,变频器产生的谐波电流从输出端经过电缆传导到电动机定子绕组上,造成电机铜损、铁损大幅增加。

致使电机无功损耗增大,温度升高,严重影响电机的运转特性;另一方面变频器输入回路产生的3 次谐波经过电源电缆影响到电力系统,它可在变压器内形成环流,造成变压器内部温度升高,影响变压器的使用效率;谐波干扰还会引起断路器保护电路检测产生误差,导致断路器误动,造成电气设备失电,严重影响装置生产;所以谐波污染对电气系统和电气设备的正常运行带来重要威胁。

变频器使用中的谐波干扰及抑制方法

变频器使用中的谐波干扰及抑制方法
最 大 的 电磁 污 染 源 。变 频 器 直一 交 逆 变 器 的非 线 性 等效 负 荷 使
路 中, 输入 电流的波形 为不规则 的矩形波, 波形按傅立叶级数分
解 为 基 波 和各 次 谐 波 , 中 的高 次 谐 波将 干 扰 输 入供 电系统 。 其 在
得 变频器在许多系统集成上程中不仅污染j 厂供电系统 ,还直 二 接对 自动化_ T程项 目干扰 . 引起测控 系统失准失灵 , 严重破坏大 系统 的稳定性 , 甚至变频 器 自身受 到干扰 引发” 自举 ” 式的调速
时, 经三相桥路不可控整流成直流 电压信 号 , 波电容滤波及 经滤 大功率晶体管开关元件逆变为频率 可变的交流信号:在整流回
电晕处理装置 常见故 障处理
谢亿居
摘要 介 绍 电晕 处理 装 置 主要 结 构 和 X作 原 理 , - 以及 常 见 故 障 的处 理 方 法 电晕 处理 装 置 故障 处 理
团 i 管 与 修 28 1 殳 理 维 0 №2 备 0


蝰 堡
与输 出侧串接功率相 当的电抗器 , 或安装谐 波滤波器 , 滤波器的
组成必须是 L C型 , 吸收谐波和增大 电源或负载 的阻抗 , 到抑 达
析, 变频器的高次谐波 电流通过输 出回路电缆向外辐射 , 传递到 信号电缆 , 引起干扰。
未再发生。
() 1生产过程中装置多次 自停 , 空气流量开关 故障灯亮 ? 检查 空气流量开关感应方向和插入深度正常 ,调整开关 灵
敏度 , 障 依 旧 , 时短 接 开 关 , 障 消 除 由于 风 门 全开 , 故 临 故 风机
确认 电极间隙和接地碳刷均正常 ,检查电极 、电极绝缘嗣 板、 高压线 、 高压接线端 , 发现 电极 2 绝缘 围板有黑色堆积物质 ,

变频器的电磁干扰与解决方案

变频器的电磁干扰与解决方案李保国(北京中丽制机工程技术有限公司101111)摘要介绍了变频器应用中经常发生的电磁干扰现象及原因,引证了设备调试现场案例的经验。

分析了电磁干扰的产生源并列举了多种来源于实践的解决方法。

关键词变频器电磁兼容性电磁干扰1引言在纺织化纤设备中变频调速已经应用的非常广泛,这类传动系统以其调速性能好、节能显著、保护功能完善、使用维护方便,在近年来迅速成为电机调速的主流。

在工业推广应用中,电磁干扰问题日益突出,尤其在多种自控仪表工作的工业环境中,电磁兼容性问题尤其突出,甚至影响到系统正常工作。

实践中多次就此问题对设备进行了改造和调整。

国家标准对电磁兼容性的定义是,设备或系统在其电磁环境中能正常工作且不对该环境中的任何事物构成不能承受的电磁干扰。

如果在系统设计和安装时没有充分考虑电磁兼容的问题,则在安装调试当中使设备不能稳定运行或造成设备的损坏。

2变频器的EMC规则一个设备或装置与其它装置同时操作时,不会因为电磁干扰而影响正常工作的能力。

变频器及自动化产品的电磁兼容性要求基本上分为两大部分:电磁敏感度(electromagnetic susceptibility,简称EMS)和电磁干扰,(electro magnetic interference,简称EMI)。

接读写变频器的频率、直接读变频器的输出电压、输出电流。

4.4S7-300PLC与SIEMENS MP277B通讯S7-300PLC与MP277B通过MPI通讯, T P177A提供友好的人机操作界面。

人机界面以简洁、清晰的风格组态各个操作画面,画面上准确明了地表示出当前生产线设备工况,如停止、运行、速度和故障等信息图形和文字表示。

通过界面上的操作,可对1#预牵伸机、2#预牵伸机、萃取机、干燥机、第一牵伸机、第二牵伸机、第三牵伸机、第四牵伸机变频器的速度进行设定和修改;并对第一牵伸机、第二牵伸机、第三牵伸机、第四牵伸机设有微调功能,以实现各传动单元牵伸的同步。

变频器使用中的干扰问题及解决方法

21 0 0年
《 田师范专科学校学报 》( 和 汉文综合版 )
J! 0 0第 2 u. 1 2 9卷第 四期
总第 6 6期
变频器使用中的 干扰问 题及解决方法 电机铁耗和铜耗增加;并传导干扰到电源,通过配电网络传导给系
龚江
( 新疆新昆轮胎有限责任公司 新疆乌鲁木齐 801) 303
极管因承受过高的反 相电压而击穿 。 12 变频器 自身对外部的干扰 。变频器 的整流桥对 电 嘲米 说是 . 非线性 负载 ,它产 生的谐波对 同一电 网的其 它电子 、电气设备产 生 谐波干 扰。另外变频器 的逆变器大多采 用 PM技 术,当工作于 开关 W 模式且作高速切换时,产生大量耦合性噪声。因此变频器对系统内 其它 的电子、 电气 设备来说是 电磁干 扰源 。变频器 的输入 和输 出电 流 中,都含有很 多高次谐波成分 。除 了能构 成电源无功 损耗的较 低 次谐波 ,还有许多频 率很高的谐 波成分 。它们 将 以各种 方式把 自己 的能量传播 出去,形成对变 频器 本身和其它 设备的干扰信 号。 12 1输入 电流 的波形 。变 频器的输入侧 是二极管 整流和 电容 .. 滤波 电路。显然只有 电源 的线电压 U大于电容器两 端的直流 电压 U 。 时,整流桥中才有充电电流。因此,充电电流总是出现在 电源电压 ‘ 的振幅值 附近 ,呈不连 续的冲击波形 式 。它 具有很强 的高次谐波成 分 。有 关资料 表明,输入 电流 中的 5次谐波和 7 次谐波 的谐波分量 是最大 的,分 别是 5H基波 的 8% 7% 0 0和 0 。 122输出电压与电流的波形。绝大多数变频器的逆变桥都采 .. 用 SW 调 整方 式 , PM 其输 出电压 为占空比按正弦波 。 但其 中与载波频 率相等 的谐波 分量仍是较大 的。

浅谈变频器应用中的干扰问题及其对策

变 频器 是一 种 结合 了变频 技 术 和微 电子 技术 的 电力控 制 设 备 , 情况 出现 。 3 . 2在 线路 中设 置滤 波器 可 以通过 改 变 电机 的工作 电源 频率 来控 制交 流 电动 机 。变频 器 可 以 对 电机输 出的 电压和 频率 进行 调整 ,根 据 实 际的情 况对 电机 进 行必 在电网系统 中设置滤波器可以抑制信号从变频器通过 电线传导 这样 可 以避免 电磁 噪声 和电动 机耗 能增 加 的情况 。 在 要 的控 制 , 达 到节 能 和调速 的 目的。在 变频 器工 作 的时 候 , 还 能 起到 影 响到 电动 机 , 很好 的保 护效 果 ,对 电流 和 电压 出现过 载 的情 况可 以很 好 的进 行保 变 频器 电流 输 出 的位 置 设置 滤波 器 , 可 以减少 电 源的 干扰 , 如 果在 线 护 。在工 业生 产 中 , 变频 器 的使用 越来 越广泛 。在变 频器 进行工 作 的 路 中存在比较敏感的设备也可以进行很好的保护 。在进行滤波器 的 可以根据滤波器所处的位置进行不同种滤波器的选择。 在变 时候 , 是 经 常会 受 到 干扰 的 , 为 了保 证 变频 器 的正 常工 作 , 一 定 要 找 选择时, 到解 决 的对策 。 频 器 电流输 入位 置进 行 滤波 器 的安装 可 以选 择线 路滤 波 器 和辐射 滤 波器。 线路滤波器主要由电感线圈构成。 它通过增大线路在高频下的 1变频器 干扰 的来 源 变频器 的干扰主要来 自于电网的干扰, 电网在运行的时候 , 供电 阻抗来削弱频率较高的谐波电流。辐射滤波器主要 由高频电容器构 电源会产生谐波干扰 , 这种干扰对变频器的影响是非常大的。电网在 成。它将吸收掉频率很高的、 具有辐射能量的谐波成分。在变频器电 运行的时候 , 谐波源主要来 自于整流设备 、 交直流互换设备 、 电压调 流输 出位 置进 行 滤波 器 的安装 ,可 以选 择 由 电感线 圈 构成 的线 路 滤 整设备 以及照明设备 , 这些设备在工作的时候会产生大量 的谐波 , 谐 波器 , 它可以有效地削弱输出电流中的高次谐波成分 。 不但可以起到 波 的 出现会 导 致 电网 中 的电压 负荷 不断 增 大 ,电流 出现 波形 畸变 的 抗干扰的作用,还能削弱电动机中由高次谐波谐波电流引起的附加 情况, 对 电 网中其 他设 备 的影响 是非 常大 的 。 在变 频器 的供 电 电源 在 转矩 。 被 污染 以后 如果 不及 时进行 处理 , 就会 导致 变频 器受 到干扰 。 供 电 电 3 . 3屏 蔽干扰 源 源对变频器的感染主要体现以下几个方面。 屏蔽干扰源是抑制干扰的最有效 的方法。通常变频器本身用铁 1 . 1晶闸管换 流设 备对 变频 器 的干扰 壳屏 蔽 , 不 让 其 电磁 干扰 泄漏 , 输 出线 最 好 用钢 管 屏 蔽 , 特 别是 以外 有些 供 电网线 中是存 在着 大容 量 的 晶管 闸换 流设备 的 ,这些 晶 部信号控制变频器时,要求信号线尽可能短 ,且信号线采用双芯屏 管闸在使用的时候 , 要在半个周期内进行导通 , 这 时非常容易导致 网 蔽 ,并与主电路线及控制线完全分离 ,决不能放于同一配管或线槽 线中电压出现凹口, 这样就会使得波形出现严重失真的情况。在变频 内, 周围电子敏感设备线路也要求屏蔽。为使屏蔽有效 , 屏蔽罩必须 器 中流人 的 电流 会 出现 电压 反 向的情 况 ,对变 频器 的影 响是非 常大 可靠 接 地 。 的, 可能会 导致 变频 器 的 回路 出现烧 毁 的情况 。 3 . 4 进行 正确 的接地 1 . 2 电力补偿 电容对 变频器 的 干扰 正确的接地既可以使系统有效地抑制外来干扰 ,又能降低设备 供电企业在进行 电力供应的时候 ,对用电单位 的功率因数是有 本身对外界的干扰 。在实际应用系统中, 由于系统电源零线 、 地线不 定 的要求的 , 为了达到提高功率因数的目的, 变电站采取了集 中对 分 、控制系统屏蔽地的混乱连接,大大降低 了系统的稳定性和可靠 电容 进行 补偿 的方 式来 进行 。在进行 电容 补偿 的时候 , 供 电 网线 中的 性 。对于变频器主回路端子的正确接地是提高变频器抑制噪声能力 电压会达到很高 的峰值 ,这样可能会导致变频器因为承受过高的电 和减 小变 频器 干扰 的重要 手段 , 因此 在 实 际应用 中一定 要非 常 重视 , 压出现击穿 的情况。在变频器在工作 的时候 ,自身也会产生谐波干 变频器的接地与其它动力设备接地点分开, 不能共地 。 扰, 对 电网 中的其他 电子 设备 也是 会产 生干 扰 的。变频器 在输 入 和输 3 . 5采用 电抗 器 出电流 的时候 都会 产生 高次 谐波 成分 。在进行 电流 的输 入 和输 出时 , 在变 频器 的输 人 电流 中频 率较 低 的谐 波分 量所 占的 比重是 很 高 电流 的波形 是会 出现很 大 的变化 的 , 这 样就 会导 致大 量谐波 的产 生 。 的, 它们除了可能干扰其他设备的正常运行之外, 还 因为它们消耗了 2干扰 信号 的传播 方式 大量的无功功率, 使线路的功率因数大为下降。 在输入电路内串人电 变频器在使用的过程中不但会受到谐波的干扰 ,同时也会产生 抗器是抑制较低谐波电流 的有效方法。 根据接线位置的不同, 主要有 大量的谐波对电网中的其他电子设备进行干扰 ,而且变频器产生 的 以下 两种 : 电抗器 , 串联在 电源 与 变频 器 的输入 侧 之 间 。其 主要 功 能 谐波都是非常大量的, 对其他设备的干扰将是非常严重的。在进行干 有 : 通过抑制谐波 电流, 将功率因数提高至 消0 弱输入 电路中的浪涌 扰的时候 , 干扰的途径是非常重要的, 谐波干扰的途径和电磁干扰 的 电流对变频器的冲击 ; 削弱电源电压不平衡的影响。直流电抗器 , 串 途径是一致的,主要通过电路耦合 、电磁辐射和感应耦合来进行影 联在整流桥和滤波电容器之间。 它的功能比较单一 , 就是削弱输入 电 响 。在进 行干 扰 的时候 ,谐 波 干扰 先对 周 围 的电子设 备 产生 电磁 辐 流中的高次谐波成分。 但在提高功率因数方面比交流电抗器有效, 并 射, 接着 会 出现 电 动机 产 生 电磁 噪声 , 导致 电机 的耗 能 方 面增 加 , 并 具有结构简单 、 体积小等优点。 且对 电源进 行 干扰 , 然后将 干扰 传给 电 网中 的其他设 备 。 变 频器 对相 3 . 6合 理布 线 邻的线路会产生感应耦合 , 对电压或者是电流进行干扰。电路耦合主 对于通过感应方式传播的干扰信号 ,可以通过合理布线的方式 要通过电网进行传播 , 在变频器进行工作时, 输入的电流过大就会导 来削弱 。具体方法有 :设备的电源线和信号线应量远离变频器的输 致 电压 出现 畸变 的情 况 , 这时 就会 影 响到 其他设 备 的工 作 , 输 出电 流 入 、 输 出线 ; 其 他设 备 的电 源线 和 信 号线 应 避 免 和变 频 器 的输 入 、 输 的时 候会 直接影 响 电机 的耗 能增 大 , 进而 影 响电机 的运 转情 况 。电路 出线平 行 。 耦合是干扰传播的主要方式。感应耦合是变频器在输入或者是输出 4结束语 电流的时候对很近的设备带来的干扰 , 在进行感应耦合的传播时 , 要 通过对变频器应用过程中干扰 的来源和传播途径的分析 ,提出 分为 电流干扰的传播主要表现形式是 电磁感应方式 ,还有一种是电 了解决这些问题的实际对策 ,随着新技术和新理论不断在变频器上 压干扰的传播主要的表现形式是静 电感应方式。 的应用 , 重视变频器的干扰 问题 , 已成为变频调速传动系统设计 、 应 3变 频调 速系 统 的抗干 扰对 策 用 必 须面对 的 问题 , 也 是变 频器 应用 和推 广 的关 键 之一 。变频器 存 在 为 了达 到 防止 干扰 的 目的 , 可 以通过 多种 方式 来 进行 , 主 要分 为 的这 些 问题可 以通 过 变频 器本 身 的功 能 和补偿 来解 决 。在 现在 的工 两个 大类 : 一 种 是硬 件抗 干扰 ; 一种 是软 件抗 干扰 。在抗 干扰 措施 中 , 业生产中, 变频器的使用越来越多 , 对出现的问题及 时解决 , 是保证 硬件 抗干 扰措 施是 最基 本 的方式 。 为 了防止 干扰 出现 , 可 以从 抗 和防 变��科技创新与应用 源自 2 0 1 3 年 第 2 8 期

变频器在井下使用的干扰问题及其解决方法


以外 部 信 号控 制变 频 器 时 , 求 信 号 线尽 可 能 短 ( 般 为 2 以 要 一 O m 内) 且 信 号 线采 用双 芯 屏蔽 , 与 主 电路 及控 制 回路 完全 分 离 , , 并 不

能 放 于 同一 配 电管或 线 槽 内 , 围 电子 敏 感设 备线 路 也 要求 屏 蔽 。 周
干 扰 原 因 及 其 解 决 方法 进 行 了研 究 。
关键 词 : 频 器 ; 扰 ; 决 方 法 变 干 解
在 用 的矿 用变 频 器均 采用 正弦 波脉 宽 调 制 ,所 _ 器 什 是 大 功 统 其 他设 备 。 ( ) r } j 3 变频 器 对相 邻 的 其他 线路 产 生 感应 耦 合 , 感应 出
Yyg 。!里 io 坚 奎 鬟 n n g J i a
变频 器在 井下使用 的干扰 问题 及其解 决 方法
王 惠 东
( 南 矿 、 集 团 公 司潘 一矿 , 徽 淮 南 2 2 8 ) 淮 【 安 3 0 2

要 : 据 变 频 器 在 煤 矿 使 用 过 程 中对 电 网 的 干 扰 较 大 , 至 干 扰 煤 矿 井 下安 全 生 产 监 测 监 控 系 统 等 问 题 , 变 频 器 的 干 扰 种 类 、 径 、 根 甚 对 途
变 频 器的 金属 外 壳带 有 缝 隙或 孑 洞 时 就会 辐射 出来 。对 变 频 器 来 L 说 , 爆 外 壳是 ~ 个 屏 蔽 壳 , 由 于 隔爆 面 有 几 十 丝 的 间隙 , 察 防 但 观 窗是钢 化玻 璃 , 们 能 隔火 , 它 但隔 不 了磁辐 射 信号 。
112 传 导 .. 可控 硅 或 可控 硅 组成 不可 控 或 半控 或全 控 的整 流 电 路 。 由于 电路
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浅谈变频器的干扰问题与解决方法
作者:刘凯
来源:《中国科技纵横》2012年第08期
摘要:如何提高系统的抗干扰能力和可靠性是自动化装置研制和应用中不可忽视的重要内容,本文介绍了变频器的干扰的形成、来源、途径,以及防止干扰的应对措施。

关键词:变频器电磁干扰抗干扰
1、前言
随着变频器等电力电子装置的广泛使用,系统的电磁干扰日益严重,因此,如何提高系统的抗干扰能力和可靠性是自动化装置研制和应用中不可忽视的重要内容,也是计算机控制技术应用和推广的关键问题。

2、干扰变频器的原因
电网中的谐波干扰主要通过变频器的供电电源干扰变频器。

电网中存在大量谐波源如各种整流设备、交直流互换设备、电子电压调整设备,非线性负载及照明设备等。

这些负荷都使电网中的电压、电流产生波形畸变,从而对电网中其它设备产生危害的干扰。

变频器的供电电源受到来自被污染的交流电网的干扰后若不加处理,电网噪声就会通过电网电源电路干扰变频器。

2.1 晶闸管换流设备对变频器的干扰
当供电网络内有容量较大的晶闸管换流设备时,由于晶闸管总是在每相半周期内的部分时间内导通,容易使网络电压出现凹口,波形严重失真。

它使变频器输入侧的整流电路有可能因出现较大的反向回复电压而受到损害,从而导致输入回路击穿而烧毁。

2.2 电力补偿电容对变频器的干扰
电力部门对用电单位的功率因数有一定的要求,为此,许多用户都在变电所采用集中电容补偿的方法来提高功率因数。

在补偿电容投入或切出的暂态过程中,网络电压有可能出现很高的峰值,其结果是可能使变频器的整流二极管因承受过高的反向电压而击穿。

3、干扰信号的传播方式
变频器能产生功率较大的谐波,由于功率较大,对系统其它设备干扰性较强,其干扰途径与一般电磁干扰途径是一致的,主要分传导(即电路耦合)、电磁辐射、感应耦合。

具体为:首先对周围的电子、电气设备产生电磁辐射;其次对直接驱动的电动机产生电磁噪声,使得电机铁耗和铜耗增加;并传导干扰到电源,通过配电网络传导给系统其它设备;最后变频器对相邻的其它线路产生感应耦合,感应出干扰电压或电流。

同样,系统内的干扰信号通过相同的途径干扰变频器的正常工作。

3.1 电路耦合方式即通过电源网络传播
由于输入电流为非正弦波,当变频器的容量较大时,将使网络电压产生畸变,影响其他设备工工作,同时输出端产生的传导干扰使直接驱动的电机铜损、铁损大幅增加,影响了电机的运转特性。

显然,这是变频器输入电流干扰信号的主要传播方式。

3.2 感应耦合方式
当变频器的输入电路或输出电路与其他设备的电路挨得很近时,变频器的高次谐波信号将通过感应的方式耦合到其他设备中去。

感应的方式又有两种:
(1)电磁感应方式,这是电流干扰信号的主要方式;
(2)静电感应方式,这是电压干扰信号的主要方式。

3.3 空中幅射方式
即以电磁波方式向空中幅射,这是频率很高的谐波分量的主要传播方式。

4、抗干扰对策
据电磁性的基本原理,形成电磁干扰(EMI)须具备三要素:电磁干扰源、电磁干扰途径、对电磁干扰敏感的系统。

为防止干扰,可采用硬件抗干扰和软件抗干扰。

其中,硬件抗干扰是应用措施系统最基本和最重要的抗干扰措施,一般从抗和防两方面入手来抑制干扰,其总原则是抑制和消除干扰源、切断干扰对系统的藕合通道、降低系统干扰信号的敏感性。

具体措施在工程上可采用隔离、滤波、屏蔽、接地等方法。

4.1 采用电抗器
在变频器的输入电流中频率较低的谐波分量(5次谐波、7次谐波、11次谐波、13次谐波等所)所占的比重是很高的,它们除了可能干扰其他设备的正常运行之外,还因为它们消耗了大量的无功功率,使线路的功率因数大为下降。

在输入电路内串入电抗器是抑制较低谐波电流的有效方法。

4.2 干扰隔离
在电路上把干扰源和易受干扰的部分隔离开来,使它们不发生电的联系。

在变频调速传动系统中,通常是电源和放大器电路之间电源线上采用隔离变压器以免传导干扰,电源隔离变压器可应用噪声隔离变压器。

4.3 在系统线路中设置滤波器
抑制干扰信号从变频器通过电源线传导干扰到电源从电动机。

为减少电磁噪声和损耗,在变频器输出侧可设置输出滤波器;为减少对电源干扰,可在变频器输入侧设置输入滤波器。

若线路中有敏感电子设备,可在电源线上设置电源噪声滤波器以免传导干扰。

在变频器的输入和输出电路中,除了上述较低的谐波成分外,还有许多频率很高的谐波电流,它们将以各种方式把自己的能量传播出去,形成对其他设备的干扰信号。

滤波器就是用于削弱频率较高的谐波分量的主要手段。

4.4 屏蔽干扰源
抑制干扰的最有效的方法。

通常变频器本身用铁壳屏蔽,不让其电磁干扰泄漏;输出线最好用钢管屏蔽,特别是以外部信号控制变频器时,要求信号线尽可能短(一般为20m以内),且信号线采用双芯屏蔽,并与主电路线(AC380V)及控制线(AC220V)完全分离,决不能放于同一配管或线槽内,周围电子敏感设备线路也要求屏蔽。

为使屏蔽有效,屏蔽罩必须可靠接地。

4.5 正确的接地
既可以使系统有效地抑制外来干扰,又能降低设备本身对外界的干扰。

在实际应用系统中,由于系统电源零线(中线)、地线(保护接地、系统接地)不分、控制系统屏蔽地(控制信号屏蔽地和主电路导线屏蔽地)的混乱连接,大大降低了系统的稳定性和可靠性。

5、结语
通过分析变频器应用过程中干扰的来源和传播途径,提出了解决这些问题的实际对策,随着新技术和新理论不断在变频器上的应用,重视变频器的EMC要求,已成为变频调速传动系统设计、应用必须面对的问题,也是变频器应用和推广的关键之一。

工业现场社会环境对变频器的要求不断提高,相信满足实际需要的真正“绿色”变频器也会不久面世。

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