变频器干扰解决方法_如何消除变频器干扰

本文格式为Word版，下载可任意编辑变频器干扰解决方法_如何消除变频器干扰 变频器包括整流电路和逆变电路，输入的沟通电经过整流电路和平波回路，转换成直流电压，再通过逆变器把直流电压变换成不同宽度的脉冲电压(称为脉宽调制电压，PWM)。用这个PWM电压驱动电机，就可以起到调整电机力矩和速度的目的。这种工作原理导致以下三种电磁干扰：1、谐波干扰：整流电路会产生谐波电流，这种谐波电流在供电系统的阻抗上产生电压降，导致电压波型发生畸变，这种畸变的电压对于很多电子设备形成干扰(由于大部分电子设备仅能工作在正弦波电压条件下)，常见的电压畸变是正弦波的顶部变平。谐波电流肯定时，电压畸变在弱电源的状况下更加严峻，这种干扰的特征是会对使用同一个电网的设备形成干扰，而与设备与变频器之间的距离无关；2、射频传导放射干扰：由于负载电压为脉冲状，因此变频器从电网吸取电流也是脉冲状，这种脉冲电流中包含了大量的高频成分，形成射频干扰，这种干扰的特征是会对使用同一个电网的设备形成干扰，而与设备与变频器之间的距离无关；3、射频辐射干扰：射频辐射干扰来自变频器的输入电缆和输出电缆。在上述的射频传导放射干扰的情形中，变频器的输入输出电缆上有射频干扰电流时，由于电缆相当于天线，必定会产生电磁波辐射，产生辐射干扰。变频器输出电缆上传输的PWM电压，同样包含丰富的高频的成分，会产生电磁波辐射，形成辐射干扰。辐射干扰的特征是，当其他电子设备靠近变频器时，干扰现象变得严峻。依据电磁学的基本原理，形成电磁干扰必需具备三要素：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，可采纳硬件抗干扰和软件抗干扰。其中，硬件抗干扰是最基本和最重要的抗干扰措施，一般从抗和放两方面入手来抑制干扰，其总体原则是抑制和消退干扰源、切断干扰对系统的耦合通道、降低系统干扰信号的敏感性。详细措施在工程上可采纳隔离、滤波、屏蔽、接地等方法。以下内容是解决现场干扰的主要步骤：1、采纳软件抗干扰措施：详细来讲就是通过变频器的人机界面下调变频器的载波频率，把该值调低到一个适当的范围。假如这个方法不能奏效，那么只能实行下面的硬件抗干扰措施。2、进行正确的接地：通过现场的详细调研我们可以看到，现场的接地状况是不甚抱负的。而正确的接地既可以是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，是解决变频器干扰最有效的措施。详细来讲就是做到以下几点：(1)变频器的主回路端子PE(E、G)必需接地，该接地可以和该变频器所带的电机共地，但不能与其它的设备共地，必需单独打接地桩，且该接地点应当尽量远离弱电设备的接地点。同时，变频器接地导线的截面积应不小于4mm2，长度应掌握在20m以内。(2)其它机电设备的地线中，爱护接地和工作接地应分开单独设接地极，并最终汇入配电柜的电气接地点。掌握信号的屏蔽地和主电路导线的屏蔽地也应分开单独设接地极，并最终汇入配电柜的电气接地点。3、屏蔽干扰源：屏蔽干扰源是抑制干扰的很有效的方法。通常变频器本身用铁壳屏蔽，可以不让其电磁干扰泄露，但变频器的输出线最好用钢管屏蔽，特殊是以外部信号(从掌握器上输出420mA信号)掌握变频器时，要求该掌握信号线尽可能短(一般为20m以内)，且必需采纳屏蔽双绞线，并与主电路线(AC380)及掌握线(AC220V)完全分别。此外，系统中的电子敏感设备线路也要求采纳屏蔽双绞线，特殊是压力信号。且系统中全部的信号线决不能和主电路线及掌握线放于同一配管或线槽内。为使屏蔽有效，屏蔽层必需牢靠接地。4、合理的布线：详细方法有：(1)设备的电源线和信号线应尽量远离变频器的输入输出线。(2)其它设备的电源线和信号线应避开和变频器的输入输出线平行。假如实行了以上的方法之后还是不能够奏效，那么连续以下方法：5、干扰的隔离：所谓干扰的隔离，是指从电路上把干扰源和易受干扰的部分隔离开来，使他们不发生电的联系。通常是在电源和掌握器及变送器等放大器电路之间在电源线上采纳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。6、在系统线路中设置滤波器：设备滤波器的作用是为了抑制干扰信号从变频器通过电源线传导干扰到电源和电动机。为削减电磁噪声和损耗，在变频器输出侧可设置输出滤波器；为削减对电源干扰，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如掌握器和变送器等，可在该设备的电源线上设置电源噪声滤波器以免传导干扰。滤波器依据使用位置的不同，可分为：(1)输入滤波器通常有两种：a、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阻抗来减弱频率较高的谐波电流。b、辐射滤波器：主要由高频电容器构成，它将汲取频率点很高的、具有辐射能量的谐波成分。(2)输出滤波器也由电感线圈构成。它可以有效地减弱输出电流中的高次谐波成分。不仅起到抗干扰的作用，还能消弱电动机中由高次谐波产生的谐波电流引起的附加转矩。对于变频器输出端的抗干扰措施，必需留意一下方面：a、变频器的输出端不允许接入电容器，以免在功率管导通(关断)瞬间，产生峰值很大的充电(或放电)电流，损害功率管；b、当输出滤波器由LC电路构成时，滤波器内接入电容器的一侧，必需与电动机侧相接。7、采纳电抗器：在变频器的输入电流中频率较低的谐波成分(5次谐波、7次谐波、11次谐波、13次谐波等)所占的比重是很高的，它们除了可能干扰其它设备的正常运行之外，还由于它们消耗了大量的无功功率，使线路的功率因素大为下降。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。依据接线位置的不同，主要有以下两种：(1)沟通电抗器：串联在电源与变频器的输入侧之间。其主要功能有：a、通过抑制谐波电流，将功率因素提高至(0.75-0.85)；b、减弱输入电路中的浪涌电流对变频器的冲击；c、减弱电源电压不平衡的影响。(2)直流电抗器：串联在整流桥和滤波电容器之间。它的功能比较单一，就是减弱输入电流中的高次谐波成分。但在提高功率因素方面比沟通电抗器有效，可达0.95，并具有结构简洁、体积小等优点。因此，变频器的抗干扰措施主要包括在变频器进线部分加装沟通电抗器和滤波器，进线和出线采纳屏蔽电缆，全部电缆的屏蔽层与电抗器、滤波器、变频器和电机的爱护地共同接地，且该接地点与其他接地点分开，保持足够的距离。同时，信号电缆和变频器的动力电缆不要平行布置。此外，为防止变频器干扰信号和掌握回路，需要给掌握器、仪表和工控机采纳单独的隔离电源进行供电。当变频器的供电系统四周，存在高频冲击负载如电焊机、电镀电源、电解电源或者采纳滑环供电的场所，变频器仪器仪表自身简单由于干扰而消失爱护。建议用户采纳如下措施：1变频器输入侧，添加电感和电容，构成lc滤波网络。2变频器的电源线，直接从变压器侧供电。3条件许可的状况下，可以采纳，单独的变压器。4采纳外部开关，量掌握端子掌握时，连接线路较长时，建议采纳屏蔽电缆。当掌握线路与主回路，电源均在地沟中埋设时，除掌握线必需采纳屏蔽电缆外，主电路线路必需，采纳钢管屏蔽穿线，减小相互干扰，防止变频器的误动作。5采纳外部模拟量，掌握端子掌握时，假如连接线路在1m以内，采纳屏蔽电缆连接，并实施变频器侧，一点接地即可;假如线路较长，现场干扰严峻的场所，建议在变频器侧加装dc/dc隔离模块，或者采纳经过v/f转换，采纳频率指令给定模式进行掌握。6采纳外部通信掌握端子掌握时，建议采纳屏蔽双绞线，并将变频器侧的屏蔽层接地(pe假如干扰特别严峻，建议将屏蔽层，接掌握电源地(gnd对于 rs232通信方式，留意掌握线路，尽量不要超越15m假如要加长，必需随之降低通信波特率，100m左右时，能够正常通信的波特率小于600bp对于rs485通信，还必需考虑终端匹配电阻等。对于采纳现场总线，高速掌握系统，通信电缆必需，采纳专用电缆，并采纳多点接地的方式，才能够提高牢靠性。第 5 页 共 5 页