变频器干扰的原因和排除方法

变频器在运行过程中,会由于外围环境, 电网质量,电磁干扰等原因,导致运行不正常,应该对这些方面有所了解并采取相应的措施。

一、外围环境

变频器在安装时,就要考虑工作现场的实际情况,要考虑灰尘、粉尘、温度、湿度、腐蚀性气体等问题的影响,对于环境较差的现场 ,要采取以下对策:

  • 变频器最好安装在控制柜内的中部,并垂直安装,正上方和正下方要留出一定空间,以更好的散热和通风,间距要大于30公分。
  • 操作面板最好安装在控制柜上,尽量避免频繁的打开控制柜进行操作。
  • 对于应用于潮湿和和含有腐蚀性气体的场合,必须选择相应防护等级的变频器,并定期保养变频器,对易腐蚀板卡进行清理和加涂层处理。
  • 在多粉尘场所,特别是多金属粉尘、絮状物的场所使用变频器时,总体要求控制柜整体密封,专门设计进风口、出风口进行通风;控制柜顶部应该有防护网和防护顶盖出风口;控制柜底部应该有底板和进风口、进线孔,并且安装防尘网。

二、电网质量

对于有冲击负载的场合,或者多台变频器等容性整流负载在工作时,其产生的谐波对于电网质量有很严重的污染,对设备本身也有相当的破坏作用,轻则不能够连续正常运行,重则造成设备输入回路的损坏。可以采取以下方法解决。

  • 在冲击负载如电焊机、电弧炉、轧钢机等场合建议用户增加无功静补装置,提高电网功率因数和质量。
  • 在变频器比较集中的车间,建议采用集中整流,直流共母线供电方式。建议用户采用12脉冲整流模式。优点是谐波小、节能,特别适用于频繁起动、制动,电动机处于既电动运行与发电运行的场合。
  • 变频器输入侧加装无源LC滤波器,减小输入谐波,提高功率因数,可靠性高,效果好。
  • 变频器输入侧加装有源PFC装置,效果最好,但成本较高。

三、电磁干扰

在现代工业控制系统中,多采用微机或者PLC控制技术,在系统设计或者改造过程中,一定要注意变频器对微机控制板的干扰问题。由于一些变频器设计的微机控制板不符合EMC国际标准,在使用变频器后会产生传导和辐射干扰,往往导致控制系统工作异常,以下一些方法可供大家参考。

  • 给变频器输入端加装EMI滤波器,可以有效抑制变频器对电网的传导干扰,加装输入交流和直流电抗器,可以提高功率因数,减小谐波污染,综合效果好。在某些电机与变频器之间距离超过100m的场合,需要在变频器侧添加交流输出电抗器,解决因为输出导线对地分布参数造成的漏电流保护和减少对外部的辐射干扰。
  • 对模拟传感器检测输入和模拟控制信号进行电气屏蔽和隔离。在变频器组成的控制系统设计过程中,建议尽量不要采用模拟控制,特别是控制距离大于1m,跨控制柜安装的情况下。因为变频器一般都有多段速设定、开关频率量输入输出,可以满足要求。如果非要用模拟量控制时,建议一定采用屏蔽电缆,并在传感器侧或者变频器侧实现远端一点接地。如果干扰仍旧严重,需要实现DC/DC隔离措施。可以采用标准的DC/DC模块,或者采用对v/f转换光隔离,再采用频率设定输入的方法。
  • 给微机控制板输入电源加装EMI滤波器、共模电感、高频磁环等,可以有效抑制传导干扰。另外,在辐射干扰严重的场合,如周围存在GSM、或者小灵通基站时,可以对微机控制板添加金属网状屏蔽罩进行屏蔽处理。
  • 良好的接地。电机等强电控制系统的接地线必须通过接地汇流排可靠接地,微机控制板的屏蔽地,应单独接地。对于某些干扰严重的场合,建议将传感器、I/0接口屏蔽层与控制板的控制地相连。
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