Dalam pelbagai sistem kawalan perindustrian, dengan penggunaan peranti elektronik kuasa yang meluas seperti penukar kekerapan, gangguan elektromagnet sistem (EMI) menjadi semakin serius, teknik reka bentuk anti-interferensi yang sama (iaitu keserasian elektromagnetik EMC) telah menjadi semakin penting . Gangguan sistem penukar kekerapan kadang -kadang boleh menyebabkan kerosakan perkakasan secara langsung kepada sistem, dan kadang -kadang tidak dapat merosakkan perkakasan sistem, tetapi sering membuat operasi program sistem mikropemproses di luar kawalan, mengakibatkan kegagalan kawalan, sehingga menyebabkan peralatan dan kemalangan pengeluaran. Oleh itu, bagaimana untuk meningkatkan keupayaan dan kebolehpercayaan anti-interferensi sistem adalah bahagian penting dalam pembangunan dan penggunaan peranti automasi tidak dapat diabaikan, tetapi juga salah satu kunci kepada aplikasi dan promosi teknologi kawalan komputer. Apabila ia datang kepada masalah anti-interferensi penukar frekuensi, pertama sekali, kita harus memahami sumber gangguan, mod penyebaran, dan kemudian mengambil langkah yang berbeza untuk gangguan ini.
Pertama, sumber gangguan penyongsang
Yang pertama adalah gangguan dari grid kuasa luaran. Gangguan harmonik dalam grid terutamanya melalui penyongsang gangguan bekalan kuasa penyongsang. Terdapat sejumlah besar sumber harmonik dalam grid kuasa seperti pelbagai peralatan penerus, peralatan persimpangan AC dan DC, peralatan pelarasan voltan elektronik, beban bukan linear dan peralatan pencahayaan. Beban ini semua membuat voltan dan arus dalam grid untuk menghasilkan herotan bentuk gelombang, sehingga menghasilkan gangguan berbahaya kepada peralatan lain dalam grid. Bekalan kuasa penukar kekerapan dari gangguan grid kuasa AC yang tercemar Jika tidak ditangani, bunyi grid akan melalui penukar kekerapan gangguan litar kuasa grid. Gangguan bekalan kuasa kepada penukar frekuensi adalah (1) over-voltan, bawah voltan, kehilangan kuasa seketika (2) lonjakan, penurunan (3) denyutan voltan spike (4) Gangguan frekuensi radio.
1, peralatan penukar thyristor pada gangguan penyongsang
Apabila terdapat peralatan penukar thyristor kapasiti yang besar dalam rangkaian bekalan kuasa, kerana thyristor sentiasa menjalankan sebahagian daripada setiap fasa separuh kitaran, mudah untuk menjadikan kedudukan voltan rangkaian dan bentuk gelombang diputarbelitkan. Ia memungkinkan untuk litar penerus di bahagian input penyongsang yang rosak kerana berlakunya voltan pembalikan terbalik yang besar, yang boleh menyebabkan pecahan litar input dan terbakar.
2, Gangguan Kapasiti Kuasa Kuasa dengan Inverter
Sektor kuasa faktor kuasa unit kuasa mempunyai keperluan tertentu, oleh sebab itu, banyak pengguna berada dalam pencawang menggunakan kaedah pampasan kapasitor berpusat untuk memperbaiki faktor kuasa. Dalam proses sementara input kapasitor pampasan atau dipotong, voltan rangkaian mungkin mempunyai nilai puncak yang sangat tinggi, akibatnya diod penerus penukar kekerapan mungkin tertakluk kepada voltan terbalik dan kerosakan yang berlebihan.
Kedua, penyongsang itu sendiri ke gangguan luaran. Jambatan penerus penyongsang adalah beban tak linear pada grid, dan harmonik yang menghasilkan menghasilkan gangguan harmonik kepada peralatan elektronik dan elektrik lain pada grid yang sama. Di samping itu, penyongsang penukar frekuensi kebanyakannya menggunakan teknologi PWM, ketika bekerja dalam mod penukaran dan membuat penukaran berkelajuan tinggi, ia menghasilkan banyak bunyi gandingan. Oleh itu, penyongsang adalah sumber gangguan elektromagnetik kepada peralatan elektronik dan elektrik lain dalam sistem.
Arus input dan output penyongsang mengandungi banyak harmonik yang tinggi. Sebagai tambahan kepada harmonik yang lebih rendah yang boleh membentuk kehilangan kuasa reaktif bekalan kuasa, terdapat banyak komponen harmonik frekuensi yang sangat tinggi. Mereka akan menyebarkan tenaga mereka dalam pelbagai cara, membentuk isyarat gangguan kepada penyongsang itu sendiri dan peralatan lain.
(1) Gelombang Input semasa Input bahagian penyongsang adalah penerus diod dan litar penapis kapasitor. Jelas sekali terdapat arus pengecasan di jambatan penerus hanya apabila voltan garis UL bekalan kuasa lebih besar daripada ud voltan DC di hujung kapasitor. Oleh itu, arus pengecasan sentiasa muncul berhampiran nilai amplitud voltan bekalan dalam bentuk gelombang kejutan yang tidak berterusan. Ia mempunyai komponen harmonik yang tinggi. Data menunjukkan bahawa komponen harmonik harmonik ke -5 dan ke -7 dalam arus input adalah yang terbesar, iaitu 80% dan 70% daripada gelombang asas 50Hz.
(2) Voltan output dan bentuk gelombang semasa Majoriti jambatan penyongsang inverter digunakan modulasi SPWM, voltan output untuk kitaran tugas mengikut taburan sinusoidal satu siri gelombang berbentuk segi empat tepat; Oleh kerana sifat induktif penggulungan stator motor, arus stator sangat dekat dengan gelombang sinusoidal. Walau bagaimanapun, komponen harmonik sama dengan kekerapan pembawa masih besar.
Kedua, penyebaran isyarat gangguan
Penukar kekerapan boleh menghasilkan harmonik kuasa yang lebih besar, disebabkan oleh kuasa yang lebih besar, peralatan lain pada gangguan sistem adalah kuat, laluan gangguannya dan laluan gangguan elektromagnet umum adalah konsisten, terutamanya dibahagikan kepada pengaliran (iaitu gandingan litar), radiasi elektromagnetik, gandingan induktif. Khususnya: Pertama sekali, peralatan elektronik dan elektrik di sekelilingnya menghasilkan radiasi elektromagnet; Kedua, motor pemacu langsung untuk menghasilkan bunyi elektromagnet, menjadikan besi motor dan penggunaan tembaga meningkat; dan gangguan konduksi kepada bekalan kuasa, melalui rangkaian pengedaran ke peralatan lain dalam sistem; dan akhirnya penyongsang kepada garis -garis lain yang berdekatan untuk menghasilkan gandingan induktif, induksi voltan gangguan atau arus. Begitu juga, isyarat gangguan dalam sistem melalui cara yang sama untuk mengganggu operasi normal penyongsang.
(1)Kaedah gandingan litar, iaitu, melalui penyebaran rangkaian bekalan kuasa. Oleh kerana arus input bukan sinusoidal, apabila kapasiti penyongsang adalah besar, ia akan menjadikan distorsi voltan rangkaian, yang mempengaruhi kerja peralatan lain, dan pada masa yang sama, sisi output gangguan konduksi yang dihasilkan oleh langsung Memandu kehilangan tembaga motor, kehilangan besi meningkat dengan ketara, yang mempengaruhi ciri -ciri operasi motor. Jelas sekali, ini adalah penghantaran utama isyarat gangguan input input inverter.
Mod penyiaran.
(2) Gandingan induktif Apabila litar input atau litar output penyongsang adalah dekat dengan litar peralatan lain, isyarat harmonik yang tinggi dari penyongsang akan ditambah dengan peralatan lain dengan induksi. Terdapat dua cara induksi:
A, cara induksi elektromagnet, yang merupakan cara utama isyarat gangguan semasa;
B, cara induksi elektrostatik, yang merupakan cara utama isyarat gangguan voltan.
(3)Sinaran udara, iaitu, radiasi elektromagnet ke udara, yang merupakan mod penyebaran utama komponen harmonik frekuensi tinggi.
Ketiga, Sistem Kontrol Kekerapan Anti-Inserensi Penangguhan
Menurut prinsip asas elektromagnetisme, pembentukan gangguan elektromagnet (EMI) mesti mempunyai tiga elemen: sumber gangguan elektromagnet, laluan gangguan elektromagnetik, sistem sensitif gangguan elektromagnetik. Untuk mengelakkan gangguan, anti-intensi dan perisian anti-intensif perisian boleh digunakan. Antaranya, perkakasan anti-jamming adalah penerapan sistem langkah anti-jamming yang paling asas dan penting, secara amnya dari rintangan dan pencegahan kedua-dua aspek untuk menghalang gangguan, prinsip umum adalah untuk menghalang dan menghapuskan sumber gangguan, memotong Di luar gangguan ke saluran yang digabungkan dengan sistem, mengurangkan sensitiviti isyarat gangguan sistem. Langkah -langkah khusus boleh digunakan dalam pengasingan kejuruteraan, penapisan, perisai, asas dan kaedah lain.
1, pengasingan gangguan yang dipanggil, merujuk kepada sumber gangguan dari litar dan terdedah kepada bahagian gangguan pengasingan, supaya mereka tidak berlaku sambungan elektrik. Dalam sistem pemacu kawalan kekerapan, biasanya antara bekalan kuasa dan litar penguat pada garis kuasa menggunakan transformer pengasingan untuk mengelakkan pengaliran gangguan, pengubah pengasingan bekalan kuasa boleh digunakan untuk pengubah pengasingan bunyi.
2, dalam garis sistem untuk menetapkan peranan penapis adalah untuk menindas isyarat gangguan dari penyongsang melalui gangguan pengaliran garis kuasa ke bekalan kuasa dari motor. Untuk mengurangkan bunyi dan kehilangan elektromagnet, bahagian output penukar frekuensi boleh ditubuhkan penapis output; Untuk mengurangkan gangguan bekalan kuasa, bahagian input penukar frekuensi boleh disediakan penapis input. Sekiranya terdapat peralatan elektronik yang sensitif dalam talian, penapis bunyi bekalan kuasa boleh ditetapkan pada garis kuasa untuk mengelakkan gangguan konduksi. Dalam litar input dan output penyongsang, sebagai tambahan kepada komponen harmonik yang lebih rendah di atas, terdapat banyak arus harmonik frekuensi tinggi, yang akan menyebarkan tenaga mereka dalam pelbagai cara untuk membentuk isyarat gangguan ke peralatan lain. Penapis adalah cara utama yang digunakan untuk melemahkan komponen harmonik frekuensi yang lebih tinggi. Bergantung pada tempat ia digunakan, mereka boleh dikategorikan sebagai.
(1) Penapis input Terdapat dua jenis penapis:
a. Penapis garis terutamanya terdiri daripada gegelung induktif. Ia melengkapkan arus harmonik frekuensi yang lebih tinggi dengan meningkatkan impedans garis pada frekuensi tinggi.
b. Penapis radiasi terutamanya terdiri daripada kapasitor frekuensi tinggi. Ia akan menyerap komponen harmonik frekuensi tinggi dengan tenaga berseri.
(2) Penapis Output Ia juga terdiri daripada gegelung induktif. Ia dapat melemahkan komponen harmonik yang tinggi dalam arus output. Ia bukan sahaja memainkan peranan anti-interferensi, tetapi juga melemahkan tork tambahan yang disebabkan oleh arus harmonik yang tinggi dalam motor. Untuk langkah-langkah anti-interferensi output penukar frekuensi, aspek berikut mesti diberi perhatian kepada:
a. Kapasitor tidak dibenarkan disambungkan ke bahagian output penukar kekerapan, supaya tidak menghasilkan pengisian puncak yang besar (atau melepaskan) semasa pada saat pengaliran tiub penyongsang (penutupan), yang boleh merosakkan tiub penyongsang;
b. Apabila penapis output terdiri daripada litar LC, bahagian kapasitor akses dalam penapis mesti dihubungkan dengan bahagian motor.
3, melindungi sumber gangguan adalah cara yang paling berkesan untuk menindas gangguan. Biasanya penukar kekerapan itu sendiri dengan perisai besi, untuk mengelakkan kebocoran gangguan elektromagnet; Garis output paling baik dilindungi dengan paip keluli, terutamanya apabila mengawal penukar frekuensi dengan isyarat luaran, garis isyarat diperlukan untuk sekerap mungkin (secara amnya dalam 20m), dan garis isyarat menggunakan perisai dua teras, dan dengan Barisan kuasa utama (AC380V) dan garis kawalan (AC220V) sepenuhnya dipisahkan dari paip yang sama atau palung garis, tidak pernah meletakkan garis peralatan sensitif elektronik juga memerlukan perisai. Untuk menjadikan perisai berkesan, perisai mesti dibina dengan pasti.
4, asas yang betul dapat menjadikan sistem ini menghalang gangguan asing secara efektif, tetapi juga untuk mengurangkan peralatan itu sendiri ke gangguan dunia luar. Dalam aplikasi sebenar sistem, disebabkan oleh sistem bekalan kuasa sifar (garis pusat), tanah (tanah pelindung, asas sistem) tidak dibahagikan, sistem pelindung sistem kawalan (kawalan isyarat kawalan dan tanah konduktor litar utama ) dari sambungan yang kacau, sangat mengurangkan kestabilan dan kebolehpercayaan sistem.
Bagi penyongsang, asas yang betul dari terminal litar utama PE (E, G) adalah cara penting untuk meningkatkan keupayaan penyongsang untuk menindas bunyi bising dan mengurangkan gangguan penyongsang, jadi ia mesti diambil dengan sangat serius dalam aplikasi praktikal. Kawasan keratan rentas konduktor asas penyongsang biasanya tidak kurang daripada 2.5mm2, dan panjangnya harus dikawal dalam 20m. Adalah disyorkan bahawa asas penyongsang dan peralatan kuasa lain yang berasingan, tidak boleh menjadi perkara biasa.
5, penggunaan reaktor
Dalam arus input penukar frekuensi dalam komponen harmonik frekuensi yang lebih rendah (harmonik ke -5, harmonik ke -7, harmonik ke -11, harmonik ke -13, dll) menyumbang sebahagian besarnya sebagai tambahan kepada kemungkinan campur tangan dengan operasi biasa peralatan lain , tetapi juga kerana mereka mengambil sejumlah besar kuasa reaktif, supaya garis faktor kuasa dikurangkan. Menyentuh reaktor dalam litar input adalah cara yang berkesan untuk menindas arus harmonik yang lebih rendah. Bergantung pada kedudukan pendawaian, terdapat dua jenis utama:
(1) Reaktor yang disambungkan dalam siri antara bekalan kuasa dan bahagian input penyongsang. Fungsi utamanya ialah:
a. Meningkatkan faktor kuasa ke (0. 75-0. 85) dengan menekan arus harmonik;
b. Melemahkan arus inrush dalam litar input ke penyongsang;
C, melemahkan kesan ketidakseimbangan voltan bekalan kuasa.
(2) Reaktor DC disambungkan dalam siri antara jambatan penerus dan kapasitor penapis. Ia mempunyai satu fungsi, yang melemahkan komponen harmonik yang tinggi dalam arus input. Walau bagaimanapun, ia lebih berkesan daripada reaktor AC dalam meningkatkan faktor kuasa, yang boleh mencapai 0 95, dan mempunyai kelebihan struktur mudah dan saiz kecil.
6, pendawaian rasional
Untuk isyarat gangguan yang disebarkan melalui kaedah induksi, boleh dilemahkan dengan cara pendawaian rasional. Kaedah tertentu adalah:
(1) garis kuasa dan garis isyarat peralatan harus jauh dari garis input dan output penyongsang;
(2) Talian kuasa peralatan lain dan garis isyarat harus dielakkan dan input inverter dan garis output selari;
Keempat, kesimpulannya
Melalui analisis sumber dan laluan penyebaran gangguan dalam proses aplikasi penukar frekuensi, penangguhan praktikal untuk menyelesaikan masalah ini telah dikemukakan. Dengan penggunaan teknologi baru dan teori baru mengenai penukar kekerapan, perhatian kepada keperluan EMC penukar kekerapan telah menjadi masalah yang mesti dihadapi oleh reka bentuk dan penggunaan sistem pemacu kawalan kelajuan penukar frekuensi, dan ia juga salah satu daripada Kekunci untuk aplikasi dan promosi penukar kekerapan. Masalah -masalah ini yang ada dalam penukar frekuensi dijangka dapat diselesaikan oleh fungsi dan pampasan penukar frekuensi itu sendiri. Tapak perindustrian dan persekitaran sosial keperluan penukar frekuensi terus bertambah baik, untuk memenuhi keperluan sebenar penukar kekerapan "hijau" sebenar tidak lama lagi akan keluar. Kami percaya bahawa masalah EMC penyongsang akan diselesaikan dengan berkesan.