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[摘 要] 变频器因其具有非常好的调速和节能功能,在现代社会应用越来越广泛。但是变频器在电力系统应用时,非常容易受到其他方面的电气干扰,对其他的相关设备造成严重的影响。根据调试工作,对变频器使用时的电磁干扰问题进行了分析,研究出具体的措施。
[关 键 词] 变频器;干扰;方法
[中图分类号] G773 [文献标志码] A [文章编号] 2096-0603(2017)31-0189-01
变频器的调速技术是非常高科技的技术,有非常好的节能和调速作用,社会上的各行各业都在使用。
一、变频器电磁干扰分析
电磁兼容性是指该电气设备在电磁环境中可以正常运行工作,并不对此环境中的其他相关设备产生出不能承受的电磁干扰。电磁兼容性主要包含了以下几点:(1)内部抗干扰性。(2)外部抗干扰性。(3)干扰发射等级,该作用是电磁的辐射,造成周围环境的影响。当变频器设备在运作时,会对使用环境中的相关设备产生电磁干扰,所以我们必须考虑比较容易受到干扰的周围环境,然后采取对应的措施,把变频器电磁兼容性的问题处理好,让变频器能够更加符合各项要求。
二、变频调速系统的主要电磁分析
造成变频器产生出干扰信号的根本原因,是因为变频器输入和输出的电流中含有高次谐波成分。当变频器在运行时产生出的高次谐波,通过传导、电磁辐射和感应这三种方式对电网和相近的用电设备产生谐波污染。变频器对系统里的电气设备来说也是一个严重的电磁干扰源,因为在使用变频器的过程中,是需要从三个方面来处理电磁干扰问题的,简单来说就是要抵制住和切断干扰源,切断干扰源会降低干扰信号的敏感度。如果想解决传导干扰,就是需要把电路中传导的高频电流过滤掉或者隔离;如果要解决辐射干扰,就把辐射源和被干扰的线路进行屏蔽工作;解决耦合干扰,就需要合理布置干扰源和被干扰线路的距离及走向,以免耦合产生。详细的措施在工程作业时可以采用隔离、滤波、屏蔽、接地和合理布线等一些方法来处理变频器出现的干扰问题。
三、解决变频器电磁干扰问题的具体措施
抵抗变频器抗干扰的主要方法是在变频器的进线部分装上交流电抗器和滤波器,出线和进线都需要使用屏蔽电缆。所有电缆的屏蔽层和电抗器、滤波器、变频器、电机的保护地等共同连接,连接地点要和其他的连接地点分开,不能在同一个地方,而且要保持有足够的距离,同时还需要我们注意的是,信号电缆和变频器的动力电缆不要进行平行布置。
(一)隔离措施
隔离措施就是把电路上的干扰源和易受干扰的部分隔离开,不让它们发生电的联系。在变频调速传动系统中,在供电电源和控制电路之间的电源线上,必须使用隔离变压器来进行隔
离,不然会发生传到干扰等现象。
(二)滤波措施
如果想解决干扰问题,需要在系统线路中设置滤波器;设置滤波器的主要作用是为了抵制干扰信号从变频器通过电源线的传导,随后干扰到电源和电动机。当为了减轻电磁的噪声和损耗时,可以在变频器输出的地方设置一个输出滤波器;为了减少对电源的干扰时,可以在变频器输入的地方设置输入滤波器。如果遇到线路中有敏感电子设备时,可以在此设备的电源线上设置一个电源噪声滤波器,避免出现传导干扰。因为使用滤波器位置的不同,所以通常是有两条途径:(1)线路滤波器,主要是由电感线圈来构成。(2)辐射滤波器,是由高频电容器形成的,是吸收点频率很高、具有辐射能量的谐波成分。
(三)输出滤波器
输出滤波器,可以非常有效地减弱输出电流中的高次谐波成分,然后起到抗干扰的作用,还能减弱电动机中高次谐波产生的谐波电流引起的附加转矩。为了减少电磁噪声和消耗时,就可以在变频器输出的地方设置一个输出滤波器,在输入电路的地方加入电抗器也是防止低谐波电流的有效方法。
四、正确安装和合理布线
变频器的安装和接线是否正确,直接影响着变频器是否能正常工作,所以正确的安装和接线是保障变频器运行的前提条件。下面几种方法是在安装时需要注意的:
1.要保证控制柜中所有的设备连接完整,需要使用的是短、粗的接地线,然后连接到公共地线上。根据国家的规定标准,接地电阻应小于4欧姆。
2.在安装布线时,要把电源线和控制电缆分开,使用独立的线槽等,如果想要控制电路的连接线,就必须各电源电缆交叉,要成90度交叉布线。
3.当需要使用屏蔽导线和双绞线来连接控制电路时,就要确保没有屏蔽的地方尽可能的短,要是条件允许的话可以使用电缆套管等。
4.如果用屏蔽电缆来作为电机连接时,需要将屏蔽层的两端接地。
本文主要是通过对变频器在运作过程中,出现的电磁干扰进行了分析,提出了几种解决问题的措施和实际方法。但是随着变频器技术的不断发展,变频器本身的功能也将会不断地进行完善和创新,在使用时遇到的问题也将会慢慢减少。
参考文献:
[1]汤涌,宋新立,刘文焯,等.电力系统全过程动态仿真中的长过程动态模型:电力系统全过程动态仿真软件开发之三[J].电网技术,2010,11(24):223-225.
[2]卢强,王伟.数字电力系统(DPS):新世纪电力系统科技发展方向[J].物理与工程,2011,6(15):103-105.
[3]卢强,梅生伟.现代电力系统控制评述:清华大学电力系统国家重点实验室相关科研工作缩影及展望[J].系统科学与数学,2012,10(15):336-339.
[4]唐任远,宋志环,于慎波,等.變频器供电对永磁电机振动噪声源的影响研究[J].电机与控制学报,2010,3(15):511-513.
[关 键 词] 变频器;干扰;方法
[中图分类号] G773 [文献标志码] A [文章编号] 2096-0603(2017)31-0189-01
变频器的调速技术是非常高科技的技术,有非常好的节能和调速作用,社会上的各行各业都在使用。
一、变频器电磁干扰分析
电磁兼容性是指该电气设备在电磁环境中可以正常运行工作,并不对此环境中的其他相关设备产生出不能承受的电磁干扰。电磁兼容性主要包含了以下几点:(1)内部抗干扰性。(2)外部抗干扰性。(3)干扰发射等级,该作用是电磁的辐射,造成周围环境的影响。当变频器设备在运作时,会对使用环境中的相关设备产生电磁干扰,所以我们必须考虑比较容易受到干扰的周围环境,然后采取对应的措施,把变频器电磁兼容性的问题处理好,让变频器能够更加符合各项要求。
二、变频调速系统的主要电磁分析
造成变频器产生出干扰信号的根本原因,是因为变频器输入和输出的电流中含有高次谐波成分。当变频器在运行时产生出的高次谐波,通过传导、电磁辐射和感应这三种方式对电网和相近的用电设备产生谐波污染。变频器对系统里的电气设备来说也是一个严重的电磁干扰源,因为在使用变频器的过程中,是需要从三个方面来处理电磁干扰问题的,简单来说就是要抵制住和切断干扰源,切断干扰源会降低干扰信号的敏感度。如果想解决传导干扰,就是需要把电路中传导的高频电流过滤掉或者隔离;如果要解决辐射干扰,就把辐射源和被干扰的线路进行屏蔽工作;解决耦合干扰,就需要合理布置干扰源和被干扰线路的距离及走向,以免耦合产生。详细的措施在工程作业时可以采用隔离、滤波、屏蔽、接地和合理布线等一些方法来处理变频器出现的干扰问题。
三、解决变频器电磁干扰问题的具体措施
抵抗变频器抗干扰的主要方法是在变频器的进线部分装上交流电抗器和滤波器,出线和进线都需要使用屏蔽电缆。所有电缆的屏蔽层和电抗器、滤波器、变频器、电机的保护地等共同连接,连接地点要和其他的连接地点分开,不能在同一个地方,而且要保持有足够的距离,同时还需要我们注意的是,信号电缆和变频器的动力电缆不要进行平行布置。
(一)隔离措施
隔离措施就是把电路上的干扰源和易受干扰的部分隔离开,不让它们发生电的联系。在变频调速传动系统中,在供电电源和控制电路之间的电源线上,必须使用隔离变压器来进行隔
离,不然会发生传到干扰等现象。
(二)滤波措施
如果想解决干扰问题,需要在系统线路中设置滤波器;设置滤波器的主要作用是为了抵制干扰信号从变频器通过电源线的传导,随后干扰到电源和电动机。当为了减轻电磁的噪声和损耗时,可以在变频器输出的地方设置一个输出滤波器;为了减少对电源的干扰时,可以在变频器输入的地方设置输入滤波器。如果遇到线路中有敏感电子设备时,可以在此设备的电源线上设置一个电源噪声滤波器,避免出现传导干扰。因为使用滤波器位置的不同,所以通常是有两条途径:(1)线路滤波器,主要是由电感线圈来构成。(2)辐射滤波器,是由高频电容器形成的,是吸收点频率很高、具有辐射能量的谐波成分。
(三)输出滤波器
输出滤波器,可以非常有效地减弱输出电流中的高次谐波成分,然后起到抗干扰的作用,还能减弱电动机中高次谐波产生的谐波电流引起的附加转矩。为了减少电磁噪声和消耗时,就可以在变频器输出的地方设置一个输出滤波器,在输入电路的地方加入电抗器也是防止低谐波电流的有效方法。
四、正确安装和合理布线
变频器的安装和接线是否正确,直接影响着变频器是否能正常工作,所以正确的安装和接线是保障变频器运行的前提条件。下面几种方法是在安装时需要注意的:
1.要保证控制柜中所有的设备连接完整,需要使用的是短、粗的接地线,然后连接到公共地线上。根据国家的规定标准,接地电阻应小于4欧姆。
2.在安装布线时,要把电源线和控制电缆分开,使用独立的线槽等,如果想要控制电路的连接线,就必须各电源电缆交叉,要成90度交叉布线。
3.当需要使用屏蔽导线和双绞线来连接控制电路时,就要确保没有屏蔽的地方尽可能的短,要是条件允许的话可以使用电缆套管等。
4.如果用屏蔽电缆来作为电机连接时,需要将屏蔽层的两端接地。
本文主要是通过对变频器在运作过程中,出现的电磁干扰进行了分析,提出了几种解决问题的措施和实际方法。但是随着变频器技术的不断发展,变频器本身的功能也将会不断地进行完善和创新,在使用时遇到的问题也将会慢慢减少。
参考文献:
[1]汤涌,宋新立,刘文焯,等.电力系统全过程动态仿真中的长过程动态模型:电力系统全过程动态仿真软件开发之三[J].电网技术,2010,11(24):223-225.
[2]卢强,王伟.数字电力系统(DPS):新世纪电力系统科技发展方向[J].物理与工程,2011,6(15):103-105.
[3]卢强,梅生伟.现代电力系统控制评述:清华大学电力系统国家重点实验室相关科研工作缩影及展望[J].系统科学与数学,2012,10(15):336-339.
[4]唐任远,宋志环,于慎波,等.變频器供电对永磁电机振动噪声源的影响研究[J].电机与控制学报,2010,3(15):511-513.