風(fēng)電設(shè)備中變頻器的三大干擾問題分析
& 8203; 變頻器的三大干擾問題分析。 1、變頻器對(duì)微機(jī)控制板的干擾 在使用變頻器的控制系統(tǒng)中,多采用微機(jī)或者PLC進(jìn)行控制,在系統(tǒng)設(shè)計(jì)或者改造過程中,一定要注意變頻器對(duì)微機(jī)控制板的干擾問題。
變頻器的三大干擾問題分析。
1、變頻器對(duì)微機(jī)控制板的干擾
在使用變頻器的控制系統(tǒng)中,多采用微機(jī)或者PLC進(jìn)行控制,在系統(tǒng)設(shè)計(jì)或者改造過程中,一定要注意變頻器對(duì)微機(jī)控制板的干擾問題。由于用戶自己設(shè)計(jì)的微機(jī)控制板一般工藝水平差,不符合EMC國(guó)際標(biāo)準(zhǔn),在采用變頻器后,產(chǎn)生的傳導(dǎo)和輻射干擾,往往導(dǎo)致控制系統(tǒng)工作異常,因此需要采取必要措施。
(1)良好的接地。電機(jī)等強(qiáng)電控制系統(tǒng)的接地線必須通過接地匯流排可靠接地,微機(jī)控制板的屏蔽地,最好單獨(dú)接地。對(duì)于某些干擾嚴(yán)重的場(chǎng)合,建議將傳感器、I/O接口屏蔽層與控制板的控制地相連。
(2)給微機(jī)控制板輸入電源加裝EMI濾波器、共模電感、高頻磁環(huán)等,成本低。可以有效抑制傳導(dǎo)干擾。另外在輻射干擾嚴(yán)重的場(chǎng)合,如周圍存在GSM、或者小靈通機(jī)站時(shí),可以對(duì)微機(jī)控制板添加金屬網(wǎng)狀屏蔽罩進(jìn)行屏蔽處理。
(3)給變頻器輸入加裝EMI濾波器,可以有效抑制變頻器對(duì)電網(wǎng)的傳導(dǎo)干擾,加裝輸入交流和直流電抗器L1、L2,可以提高功率因數(shù),減小諧波污染,綜合效果好。在某些電機(jī)與變頻器之間距離超過100m的場(chǎng)合,需要在變頻器側(cè)添加交流輸出電抗器L3,解決因?yàn)檩敵鰧?dǎo)線對(duì)地分布參數(shù)造成的漏電流保護(hù)和減少對(duì)外部的輻射干擾。一個(gè)行之有效的方法就是采用鋼管穿線或者屏蔽電纜的方法,并將鋼管外殼或者電纜屏蔽層與大地可靠連接。請(qǐng)注意,在不添加交流輸出電抗器L3時(shí),如果采用鋼管穿線或者屏蔽電纜的方法,增大了輸出對(duì)地的分布電容,容易出現(xiàn)過流。當(dāng)然在實(shí)際中一般只采取其中的一種或者幾種方法。
(4)對(duì)模擬傳感器檢測(cè)輸入和模擬控制信號(hào)進(jìn)行電氣屏蔽和隔離。在變頻器組成的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中,建議盡量不要采用模擬控制,特別是控制距離大于1M,跨控制柜安裝的情況下。因?yàn)樽冾l器一般都有多段速設(shè)定、開關(guān)頻率量輸入輸出,可以滿足要求。如果非要用模擬量控制時(shí),建議一定采用屏蔽電纜,并在傳感器側(cè)或者變頻器側(cè)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)端一點(diǎn)接地。如果干擾仍舊嚴(yán)重,需要實(shí)現(xiàn)DC/DC隔離措施。可以采用標(biāo)準(zhǔn)的DC/DC模塊,或者采用V/F轉(zhuǎn)換,光藕隔離再采用頻率設(shè)定輸入的方法。
1、變頻器對(duì)微機(jī)控制板的干擾
在使用變頻器的控制系統(tǒng)中,多采用微機(jī)或者PLC進(jìn)行控制,在系統(tǒng)設(shè)計(jì)或者改造過程中,一定要注意變頻器對(duì)微機(jī)控制板的干擾問題。由于用戶自己設(shè)計(jì)的微機(jī)控制板一般工藝水平差,不符合EMC國(guó)際標(biāo)準(zhǔn),在采用變頻器后,產(chǎn)生的傳導(dǎo)和輻射干擾,往往導(dǎo)致控制系統(tǒng)工作異常,因此需要采取必要措施。
(1)良好的接地。電機(jī)等強(qiáng)電控制系統(tǒng)的接地線必須通過接地匯流排可靠接地,微機(jī)控制板的屏蔽地,最好單獨(dú)接地。對(duì)于某些干擾嚴(yán)重的場(chǎng)合,建議將傳感器、I/O接口屏蔽層與控制板的控制地相連。
(2)給微機(jī)控制板輸入電源加裝EMI濾波器、共模電感、高頻磁環(huán)等,成本低。可以有效抑制傳導(dǎo)干擾。另外在輻射干擾嚴(yán)重的場(chǎng)合,如周圍存在GSM、或者小靈通機(jī)站時(shí),可以對(duì)微機(jī)控制板添加金屬網(wǎng)狀屏蔽罩進(jìn)行屏蔽處理。
(3)給變頻器輸入加裝EMI濾波器,可以有效抑制變頻器對(duì)電網(wǎng)的傳導(dǎo)干擾,加裝輸入交流和直流電抗器L1、L2,可以提高功率因數(shù),減小諧波污染,綜合效果好。在某些電機(jī)與變頻器之間距離超過100m的場(chǎng)合,需要在變頻器側(cè)添加交流輸出電抗器L3,解決因?yàn)檩敵鰧?dǎo)線對(duì)地分布參數(shù)造成的漏電流保護(hù)和減少對(duì)外部的輻射干擾。一個(gè)行之有效的方法就是采用鋼管穿線或者屏蔽電纜的方法,并將鋼管外殼或者電纜屏蔽層與大地可靠連接。請(qǐng)注意,在不添加交流輸出電抗器L3時(shí),如果采用鋼管穿線或者屏蔽電纜的方法,增大了輸出對(duì)地的分布電容,容易出現(xiàn)過流。當(dāng)然在實(shí)際中一般只采取其中的一種或者幾種方法。
(4)對(duì)模擬傳感器檢測(cè)輸入和模擬控制信號(hào)進(jìn)行電氣屏蔽和隔離。在變頻器組成的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中,建議盡量不要采用模擬控制,特別是控制距離大于1M,跨控制柜安裝的情況下。因?yàn)樽冾l器一般都有多段速設(shè)定、開關(guān)頻率量輸入輸出,可以滿足要求。如果非要用模擬量控制時(shí),建議一定采用屏蔽電纜,并在傳感器側(cè)或者變頻器側(cè)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)端一點(diǎn)接地。如果干擾仍舊嚴(yán)重,需要實(shí)現(xiàn)DC/DC隔離措施。可以采用標(biāo)準(zhǔn)的DC/DC模塊,或者采用V/F轉(zhuǎn)換,光藕隔離再采用頻率設(shè)定輸入的方法。
2、變頻器本身抗干擾問題
當(dāng)變頻器的供電系統(tǒng)附近,存在高頻沖擊負(fù)載如電焊機(jī)、電鍍電源、電解電源或者采用滑環(huán)供電的場(chǎng)合,變頻器本身容易因?yàn)楦蓴_而出現(xiàn)保護(hù)。建議用戶采用如下措施:
(1)在變頻器輸入側(cè)添加電感和電容,構(gòu)成LC濾波網(wǎng)絡(luò)。
(2)變頻器的電源線直接從變壓器側(cè)供電。
(3)在條件許可的情況下,可以采用單獨(dú)的變壓器。
(4)在采用外部開關(guān)量控制端子控制時(shí),連接線路較長(zhǎng)時(shí),建議采用屏蔽電纜。當(dāng)控制線路與主回路電源均在地溝中埋設(shè)時(shí),除控制線必須采用屏蔽電纜外,主電路線路必須采用鋼管屏蔽穿線,減小彼此干擾,防止變頻器的誤動(dòng)作。
(5)在采用外部模擬量控制端子控制時(shí),如果連接線路在1M以內(nèi),采用屏蔽電纜連接,并實(shí)施變頻器側(cè)一點(diǎn)接地即可;如果線路較長(zhǎng),現(xiàn)場(chǎng)干擾嚴(yán)重的場(chǎng)合,建議在變頻器側(cè)加裝DC/DC隔離模塊或者采用經(jīng)過V/F轉(zhuǎn)換,采用頻率指令給定模式進(jìn)行控制。
(6)在采用外部通信控制端子控制時(shí),建議采用屏蔽雙絞線,并將變頻器側(cè)的屏蔽層接地(PE),如果干擾非常嚴(yán)重,建議將屏蔽層接控制電源地(GND)。對(duì)于RS232通信方式,注意控制線路盡量不要超過15m,如果要加長(zhǎng),必須隨之降低通信波特率,在100m左右時(shí),能夠正常通信的波特率小于600bps。對(duì)于RS485通信,還必須考慮終端匹配電阻等。對(duì)于采用現(xiàn)場(chǎng)總線的高速控制系統(tǒng),通信電纜必須采用專用電纜,并采用多點(diǎn)接地的方式,才能夠提高可靠性。
3、電網(wǎng)質(zhì)量問題
在高頻沖擊負(fù)載如電焊機(jī)、電鍍電源、電解電源等場(chǎng)合,電壓經(jīng)常出現(xiàn)閃變;在一個(gè)車間中,有幾百臺(tái)變頻器等容性整流負(fù)載在工作時(shí),電網(wǎng)的諧波非常大,對(duì)于電網(wǎng)質(zhì)量有很嚴(yán)重的污染,對(duì)設(shè)備本身也有相當(dāng)?shù)钠茐淖饔茫p則不能夠連續(xù)正常運(yùn)行,重則造成設(shè)備輸入回路的損壞。可以采取以下的措施:
(1)在高頻沖擊負(fù)載如電焊機(jī)、電鍍電源、電解電源等場(chǎng)合建議用戶增加無功靜補(bǔ)裝置,提高電網(wǎng)功率因數(shù)和質(zhì)量。
(2)在變頻器比較集中的車間,建議采用集中整流,直流共母線供電方式。建議用戶采用12脈沖整流模式。優(yōu)點(diǎn)是,諧波小、節(jié)能,特別適用于頻繁起制動(dòng)、電動(dòng)運(yùn)行與發(fā)電運(yùn)行同時(shí)進(jìn)行的場(chǎng)合。
(3)變頻器輸入側(cè)加裝無源LC濾波器,減小輸入諧波,提高功率因數(shù),成本較低,可靠性高,效果好。
(4)變頻器輸入側(cè)加裝有源PFC裝置,效果最好,但成本較高。
當(dāng)變頻器的供電系統(tǒng)附近,存在高頻沖擊負(fù)載如電焊機(jī)、電鍍電源、電解電源或者采用滑環(huán)供電的場(chǎng)合,變頻器本身容易因?yàn)楦蓴_而出現(xiàn)保護(hù)。建議用戶采用如下措施:
(1)在變頻器輸入側(cè)添加電感和電容,構(gòu)成LC濾波網(wǎng)絡(luò)。
(2)變頻器的電源線直接從變壓器側(cè)供電。
(3)在條件許可的情況下,可以采用單獨(dú)的變壓器。
(4)在采用外部開關(guān)量控制端子控制時(shí),連接線路較長(zhǎng)時(shí),建議采用屏蔽電纜。當(dāng)控制線路與主回路電源均在地溝中埋設(shè)時(shí),除控制線必須采用屏蔽電纜外,主電路線路必須采用鋼管屏蔽穿線,減小彼此干擾,防止變頻器的誤動(dòng)作。
(5)在采用外部模擬量控制端子控制時(shí),如果連接線路在1M以內(nèi),采用屏蔽電纜連接,并實(shí)施變頻器側(cè)一點(diǎn)接地即可;如果線路較長(zhǎng),現(xiàn)場(chǎng)干擾嚴(yán)重的場(chǎng)合,建議在變頻器側(cè)加裝DC/DC隔離模塊或者采用經(jīng)過V/F轉(zhuǎn)換,采用頻率指令給定模式進(jìn)行控制。
(6)在采用外部通信控制端子控制時(shí),建議采用屏蔽雙絞線,并將變頻器側(cè)的屏蔽層接地(PE),如果干擾非常嚴(yán)重,建議將屏蔽層接控制電源地(GND)。對(duì)于RS232通信方式,注意控制線路盡量不要超過15m,如果要加長(zhǎng),必須隨之降低通信波特率,在100m左右時(shí),能夠正常通信的波特率小于600bps。對(duì)于RS485通信,還必須考慮終端匹配電阻等。對(duì)于采用現(xiàn)場(chǎng)總線的高速控制系統(tǒng),通信電纜必須采用專用電纜,并采用多點(diǎn)接地的方式,才能夠提高可靠性。
3、電網(wǎng)質(zhì)量問題
在高頻沖擊負(fù)載如電焊機(jī)、電鍍電源、電解電源等場(chǎng)合,電壓經(jīng)常出現(xiàn)閃變;在一個(gè)車間中,有幾百臺(tái)變頻器等容性整流負(fù)載在工作時(shí),電網(wǎng)的諧波非常大,對(duì)于電網(wǎng)質(zhì)量有很嚴(yán)重的污染,對(duì)設(shè)備本身也有相當(dāng)?shù)钠茐淖饔茫p則不能夠連續(xù)正常運(yùn)行,重則造成設(shè)備輸入回路的損壞。可以采取以下的措施:
(1)在高頻沖擊負(fù)載如電焊機(jī)、電鍍電源、電解電源等場(chǎng)合建議用戶增加無功靜補(bǔ)裝置,提高電網(wǎng)功率因數(shù)和質(zhì)量。
(2)在變頻器比較集中的車間,建議采用集中整流,直流共母線供電方式。建議用戶采用12脈沖整流模式。優(yōu)點(diǎn)是,諧波小、節(jié)能,特別適用于頻繁起制動(dòng)、電動(dòng)運(yùn)行與發(fā)電運(yùn)行同時(shí)進(jìn)行的場(chǎng)合。
(3)變頻器輸入側(cè)加裝無源LC濾波器,減小輸入諧波,提高功率因數(shù),成本較低,可靠性高,效果好。
(4)變頻器輸入側(cè)加裝有源PFC裝置,效果最好,但成本較高。
責(zé)任編輯:仁德財(cái)
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