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变频器产生的干扰及解决方案

变频器产生的干扰及解决方案
变频器产生的干扰及解决方案

变频器产生的干扰及解决方案

一、前言

采纳变频器驱动的电动机系统因其节能效果明显、调节便利、维护简单、网络化等优点而被越来越多的应用。但是,由于变频器特别的工作方式带来的干扰越来越不容忽视。变频器干扰主要有:一是变频器中普遍使用了晶闸管或者整流二极管等非线性整流器件,其产生的谐波对电网将产生传导干扰,引起电网电压畸变(电压畸变率用THDv表明,变频器产生谐波引起的THDv在10~40%右左),影响电网的供电质量;二是变频器的输出部分一般采纳的是IGBT等开关器件,在输出能量的同时将在输出线上产生较强的电磁辐射干扰,影响周边电器的正常工作。

二、谐波和电磁辐射对电网及其它系统的危害

1.谐波使电网中的电器元件产生了附加的谐波损耗,降低了输变电及用电设备的效率。

2.谐波可以通过电网传导到其它的用电器,影响了很多电气设备的正常运行,比如谐波会使变压器产生气械振动,使其局部过热,绝缘老化,寿命缩短,以至于损坏;还有传导来的谐波会干扰电器设备内部软件或硬件的正常运转。

3.谐波会引起电网中局部的串联或并联谐振,从而使谐波放大。

4.谐波或电磁辐射干扰会导致继电器庇护装置的误动作,使电气仪表计量不正确,甚至无法正常工作。

5.电磁辐射干扰使经过变频器输出导线四周的操纵暗号、检测暗号等弱电暗号受到干扰,严峻时使系统无法得到正确的检测暗号,或使操纵系统紊乱。

一般来讲,变频器对电网容量大的系统影响不十分明显,这也就是谐波不被大多数用户重视的原因。但对系统容量小的系统,谐波产生的干扰就不能忽视。

三、有关谐波的国际及国家标准

现行的有关标准主要有:国际标准IEC61000-2-2,IEC61000-2-4,欧洲标准EN61000-3-2,EN61000-3-12,国际电工学会的建议标准IEEE519-1992,中国国家标准GB/T14549-93《电能质量共用电网谐波》。下面分别做简要介绍:

1.国际标准

IEC61000-2-2标准适用于公用电网,IEC61000-2-4标准适用于厂级电网,这两个标准规定了不给电网造成损害所认可的谐波程度,它们规定了最大认可的电压畸变率THDv.

IEC61000-2-2标准规定了电网公共接入点处的各次谐波电压含有的THDv约为8%.

IEC61000-2-4标准分三级。第一类对谐波敏感场合(如计算机、实验室等)THDv为5%;第二类针对电网公共接入点和一部分厂内接入点THDv为8%;第三类主要针对厂内接入点THDv为10%.

以上两个标准还规定了电器设备所认可产生谐波电流的幅值,前者主要针对16A以下,后者主要针对16A到64A.

IEEE519-1992标准是个建议标准,目标是将单次THDv限制在3%以下,总THDv限制在5%以下。

2.国内标准

GB/T14549-93中规定,公用电网谐波电压(相电压)限值为380V(220V)电网电压总THDv为5%,各次谐波电压含有率奇次为4%,偶次为2%.

由以上标准看来,一般单次电压畸变率在3~6%,总电压畸变率在5~8%的范围内是可以接受的。

四、减少变频器谐波对其它设备影响的方法

1.增加交流/直流电抗器

采纳交流/直流电抗器后,进线电流的THDv大约降低30%~50%,是不加电抗器谐波电流的一半右左。

2.多相脉冲整流

在条件具备,或者要求产生的谐波限制在比较小的情况下,可以采纳多相整流的方法。12相脉冲整流THDv大约为10%~15%,18相脉冲整流的THDv约为3%~8%,满足EN61000-3-12和IEEE519-1992严格标准的要求。缺点是需要专用变压器和整流器,不利于设备改造,价格较高。

3.无源滤波器

采纳无源滤波器后,满载时进线中的THDv可降至5%~10%,满足EN61000-3-12和IEEE519-1992的要求,技术成熟,价格适中。适用于所有负载下的THDv<30%的情况。缺点是轻载时功率因数会降低。

4.输出电抗器

也可以采纳在变频器到电动机之间增加交流电抗器的方法,主要目的是减少变频器的输出在能量传输过程中,线路产生的电磁辐射。该电抗器必需安装在距离变频器最近的地方,尽量缩短与变频器的引线距离。假如使用铠装电缆作为变频器与电动机的连线时,可不使用这方法,但要做到电缆的铠在变频器和电动机端可靠接地,并且接地的铠要原样不动接地,不能扭成绳或辨,不能用其它导线延长,变频器侧要接在变频器的地线端子上,再将变频器接地。

五、减少或削弱变频器谐波及电磁辐射对设备干扰的方法

上面介绍的方法是减少变频器工作时对外设备的影响,但并不是消除了变频器的对外干扰,假如想进一步提高其它设备对变频器谐波和电磁辐射的免疫能力,尤其是在变频器(品牌不同,产生的干扰程度可能不一样)干扰较严峻的场合中常用的方法通常有以下几种:

1.使用隔离变压器

使用隔离变压器主要是应对来自于电源的传导干扰。使用具有隔离层的隔离变压器,可以将绝大部分的传导干扰阻隔在隔离变压器之前。同时还可以兼有电源电压变换的作用。隔离变压器常用于操纵系统中的仪表、PLC,以及其它低压小功率用电设备的抗传导干扰。

2.使用滤波模块或组件

日前市场中有很多专门用于抗传导干扰的滤波器模块或组件,这些滤波器具有较强的抗干扰能力,同时还具有防止用电器本身的干扰传导给电源,有些还兼有尖峰电压汲取功能,对各类用电设备有很多好处。

常用的为双孔磁芯滤波器的结构。还有单孔磁芯的滤波器,其滤波能力较双孔的弱些,但成本较低。

3.选用具有开关电源的仪表等低压设备

一般开关电源的抗电源传导干扰的能力都比较强,因为在开关电源的内部也都采纳了有关的滤波器。因此在选用操纵系统的电源设备,或者选用操纵用电器的时候,尽量采纳具有开关电源类型的。

4.作好暗号线的抗干扰

暗号线负责着检测暗号和操纵暗号的传输任务,毋庸置疑,暗号传输的质量直接影响到整个操纵系统的正确性、稳定性和可靠性,因此做好暗号线的抗干扰是十分必要的。

对于暗号线上的干扰主要是来自空间的电磁辐射,有常态干扰和共模干扰两种。

(1)常态干扰的按捺

常态干扰是指叠加在测量暗号线上的干扰暗号,这种干扰大多是频率较高的交变暗号,其来源一般是耦合干扰。按捺常态干扰的方法有:

1)在输入回路接RC滤波器或双T滤波器。

2)尽量采纳双积分式A/D转换器,由于这种积分器工作的特点,具有必定的消除高频干扰的作用。

3)将电压暗号转换成电流暗号再传输的方式,对于常态的干扰有非常强的按捺作用。

(2)共模干扰的按捺

共模干扰是指暗号线上共有的干扰暗号,一般是由于被测暗号的接地端与操纵系统的接地端存在必定的电位差所制,这种干扰在两条暗号线上的周期、幅值基本相等,所以采纳上面的方法无法消除或按捺。对共模干扰的按捺方法如下:

1)采纳双差分输入的差动放大器,这种放大器具有很高的共模按捺比。

2)把输入线绞合,绞合的双绞线能降低共模干扰,由于改变了导线电磁感应e的方向,从而使其感应互相抵消。

3)采纳光电隔离的方法,可以消除共模干扰。

4)使用屏蔽线时,屏蔽层只一端接地。因为若两端接地,由于接地电位差在屏蔽层内会流过电流而产生干扰,因此只要一端接地即可防止干扰。

无论是为了按捺常态干扰还是按捺共模干扰,都还应该做到以下几点:

(1)输入线路要尽量短。

(2)配线时幸免和动力线接近,暗号线与动力线分开配线,把暗号线放在有屏蔽的金属管内,或者动力线和暗号线分开距离要在40cm以上。

(3)为了幸免暗号失真,对于较长距离传输的暗号要注重阻抗匹配。

5.在使用以单片机、PLC、计算机等为核心的操纵系统中,编制软件的时候,可以适当增加对检测暗号和输出操纵部分的软件滤波,以增强系统自身的抗干扰能力。

总结

干扰的分布参数是很复杂的,因此在抗干扰时,应当采纳适当的办法,既要考虑效果,又要考虑价格因素,还要因现场情况而定。采纳的办法只要能解决问题即可,往往过多的抗干扰办法有可能会产生额外的干扰,具体情况具体解决。

变频器如何抗干扰

变频器如何抗干扰 怎样减少变频器对PLC与外围设备通讯的干扰?plC应用中需要注意的问题 PLC是一种用于工业生产自动化控制的设备,一般不需要采取什么措施,就可以直接在工业环境中使用。然而,尽管有如上所述的可靠性较高,抗干扰能力较强,但当生产环境过于恶劣,电磁干扰特别强烈,或安装使用不当,就可能造成程序错误或运算错误,从而产生误输入并引起误输出,这将会造成设备的失控和误动作,从而不能保证PLC的正常运行,要提高PLC控制系统可靠性,一方面要求PLC生产厂家提高设备的抗干扰能力;另一方面,要求设计、安装和使用维护中引起高度重视,多方配合才能完善解决问题,有效地增强系统的抗干扰性能。因此在使用中应注意以下问题: 1.工作环境 (1)温度 PLC要求环境温度在0~55oC,安装时不能放在发热量大的元件下面,四周通风散热的空间应足够大。

(2)湿度 为了保证PLC的绝缘性能,空气的相对湿度应小于85%(无凝露)。 (3)震动 应使PLC远离强烈的震动源,防止振动频率为10~55Hz的频繁或连续振动。当使用环境不可避免震动时,必须采取减震措施,如采用减震胶等。 (4)空气 避免有腐蚀和易燃的气体,例如氯化氢、硫化氢等。对于空气中有较多粉尘或腐蚀性气体的环境,可将PLC安装在封闭性较好的控制室或控制柜中。 (5)电源 PLC对于电源线带来的干扰具有一定的抵制能力。在可靠性要求很高或电源干扰特别严重的环境中,可以安装一台带屏蔽层的隔离变压器,以减少设备与地之间的干扰。一般PLC都有直流24V输出提供给输入端,当输入端使用外接直流电源时,应选用直流稳压电源。因为普通的整流滤波电源,由于纹波的影响,容易使PLC接收到错误信息。 2.控制系统中干扰及其来源 现场电磁干扰是PLC控制系统中最常见也是最易影响系统可靠性的因素之一,所谓治标先治本,找出问题所在,才能提出解决问题的办法。因此必

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变频器产生的干扰及解决方案 摘要:变频器具有很多的优越性,但它对电网的谐波干扰和电磁辐射干扰也越来越受到人们的关注,本文主要介绍谐波、电磁辐射的标准和危害及其减弱或消除的方法。 1 引言 采用变频器驱动的电动机系统因其节能效果明显、调节方便、维护简单、网络化等优点而得到越来越多的应用。但是,由于变频器特殊的工作方式带来的干扰越来越不容忽视。变频器干扰主要有:一是变频器中普遍使用了晶闸管或者整流二极管等非线性整流器件,其产生的谐波对电网将产生传导干扰,引起电网电压畸变(电压畸变率用THDv表示,变频器产生谐波引起的THDv在10~40%左右),影响电网的供电质量;二是变频器的输出部分一般采用的是IGBT等开关器件,在输出能量的同时将在输出线上产生较强的电磁辐射干扰,影响周边电器的正常工作。 2 谐波和电磁辐射对电网及其它系统的危害 (1)谐波使电网中的电器元件产生了附加的谐波损耗,降低了输变电及用电设备的效率。 (2)谐波可以通过电网传导到其它的用电器,影响了许多电气设备的正常运行,比如谐波会使变压器产生机械振动,使其局部过

热,绝缘老化,寿命缩短,以至于损坏;还有传导来的谐波会干扰电器设备内部软件或硬件的正常运转。 (3)谐波会引起电网中局部的串联或并联谐振,从而使谐波放大。 (4)谐波或电磁辐射干扰会导致继电保护装置的误动作,使电气仪表计量不准确,甚至无法正常工作。 (5)电磁辐射干扰使经过变频器输出导线附近的控制信号、检测信号等弱电信号受到干扰,严重时使系统无法得到正确的检测信号,或使控制系统紊乱。 一般来讲,变频器对电网容量大的系统影响不十分明显,这也就是谐波不被大多数用户重视的原因。但对系统容量小的系统,谐波产生的干扰就不能忽视。 3 有关谐波的国际及国家标准 现行的有关标准主要有:国际标准IEC61000-2-2, IEC61000-2-4,欧洲标准EN61000-3-2,EN61000-3-12,国际电工学会的建议标准IEEE519-1992,中国国家标准GB/T14549-93《电能质量共用电网谐波》。下面分别做简要介绍。 3.1 国际标准

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变频器抗干扰解决方案 变频器包括整流电路和逆变电路,输入的交流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许多电子设备形成干扰(因为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。谐波电流一定时,电压畸变在弱电源的情况下更加严重,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、射频传导发射干扰 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。在上述的射频传导发射干扰的情形中,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,必然会产生电磁波辐射,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,干扰现象变得严重。 根据电磁学的基本原理,形成电磁干扰必须具备三要素: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,可采用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除干扰源、切断干扰对系统的耦合通道、降低系统干扰信号的敏感性。具体措施在工程上可采用隔离、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、采用软件抗干扰措施 具体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。如果这个方法不能奏效,那么只能采取下面的硬件抗干扰措施。 2、进行正确的接地

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变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能控制装置。随着现代电力电子技术和微电子技术的迅猛发展,高压大功率变频调速装置不断地成熟起来。下面就让艾驰商城小编对变频器干扰的主要种类及来源来一一为大家做介绍吧。 首先是来自外部电网的干扰。电网中的谐波干扰主要通过变频器的供电电源干扰变频器。电网中存在大量谐波源如各种整流设备、交直流互换设备、电子电压调整设备,非线性负载及照明设备等。这些负荷都使电网中的电压、电流产生波形畸变,从而对电网中其它设备产生危害的干扰。变频器的供电电源受到来自被污染的交流电网的干扰后若不加处理,电网噪声就会通过电网电源电路干扰变频器。供电电源的干扰对变频器主要有(1)过压、欠压、瞬时掉电(2)浪涌、跌落(3)尖峰电压脉冲(4)射频干扰。 1、晶闸管换流设备对变频器的干扰 当供电网络内有容量较大的晶闸管换流设备时,由于晶闸管总是在每相半周期内的部分时间内导通,容易使网络电压出现凹口,波形严重失真。它使变频器输入侧的整流电路有可能因出现较大的反向回复电压而受到损害,从而导致输入回路击穿而烧毁。 2、电力补偿电容对变频器的干扰 电力部门对用电单位的功率因数有一定的要求,为此,许多用户都在变电所采用集中电容补偿的方法来提高功率因数。在补偿电容投入或切出的暂态过程中,网络电压有可能出现很高的峰值,其结果是可能使变频器的整流二极管因承受过高的反向电压而击穿。 其次是变频器自身对外部的干扰。变频器的整流桥对电网来说是非线性负载,它所产生的谐波对同一电网的其它电子、电气设备产生谐波干扰。另外变频器的逆变器大多采用PWM技术,当工作于开关模式且作高速切换时,产生大量耦合性噪声。因此变频器对系统内其它的电子、电气设备来说是一电磁干扰源。 艾驰商城是国内最专业的MRO工业品网购平台,正品现货、优势价格、迅捷配送,是一站式采购的工业品商城!具有10年工业用品电子商务领域研究,以强大的信息通道建设的优势,以及依托线下贸易交易市场在工业用品行业上游供应链的整合能力,为广大的用户提供了传感器、图尔克传感器、变频器、断路器、继电器、PLC、工控机、仪器仪表、气缸、五金工具、伺服电机、劳保用品等一系列自动化的工控产品。 如需进一步了解台达变频器、三菱变频器、西门子变频器、安川变频器、艾

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变频器产生的干扰及解决方案 一、前言 采用变频器驱动的电动机系统因其节能效果明显、调节方便、维护简单、网络化等优点而被越来越多的应用。但是,由于变频器特殊的工作方式带来的干扰越来越不容忽视。变频器干扰主要有:一是变频器中普遍使用了晶闸管或者整流二极管等非线性整流器件,其产生的谐波对电网将产生传导干扰,引起电网电压畸变(电压畸变率用THDv表示,变频器产生谐波引起的THDv在10~40%左右),影响电网的供电质量;二是变频器的输出部分一般采用的是IGBT等开关器件,在输出能量的同时将在输出线上产生较强的电磁辐射干扰,影响周边电器的正常工作。 二、谐波和电磁辐射对电网及其它系统的危害 1.谐波使电网中的电器元件产生了附加的谐波损耗,降低了输变电及用电设备的效率。 2.谐波可以通过电网传导到其它的用电器,影响了许多电气设备的正常运行,比如谐波会使变压器产生机械振动,使其局部过热,绝缘老化,寿命缩短,以至于损坏;还有传导来的谐波会干扰电器设备内部软件或硬件的正常运转。 3.谐波会引起电网中局部的串联或并联谐振,从而使谐波放大。 4.谐波或电磁辐射干扰会导致继电器保护装置的误动作,使电气仪表计量不准确,甚至无法正常工作。 5.电磁辐射干扰使经过变频器输出导线附近的控制信号、检测信号等弱电信号受到干扰,严重时使系统无法得到正确的检测信号,或使控制系统紊乱。 一般来讲,变频器对电网容量大的系统影响不十分明显,这也就是谐波不被大多数用户重视的原因。但对系统容量小的系统,谐波产生的干扰就不能忽视。 三、有关谐波的国际及国家标准 现行的有关标准主要有:国际标准IEC61000-2-2,IEC61000-2-4,欧洲标准 EN61000-3-2,EN61000-3-12,国际电工学会的建议标准IEEE519-1992,中国国家标准 GB/T14549-93《电能质量共用电网谐波》。下面分别做简要介绍: 1.国际标准 IEC61000-2-2标准适用于公用电网,IEC61000-2-4标准适用于厂级电网,这两个标准规定了不给电网造成损害所允许的谐波程度,它们规定了最大允许的电压畸变率THDv. IEC61000-2-2标准规定了电网公共接入点处的各次谐波电压含有的THDv约为8%. IEC61000-2-4标准分三级。第一类对谐波敏感场合(如计算机、实验室等)THDv为5%;第二类针对电网公共接入点和一部分厂内接入点THDv为8%;第三类主要针对厂内接入点THDv为10%. 以上两个标准还规定了电器设备所允许产生谐波电流的幅值,前者主要针对16A以下,后者主要针对16A到64A.

关于变频器干扰案例分析及其处理方案

关于变频器干扰案例分析及其处理方案 1引言交流感应异步电动机变频器调速是20世纪电气传动领域划时代的技术 进步。随着变频器的广泛应用,变频器日益成为工厂自动化领域最大的电磁污染源。可以经常的看到在一间设备密集型工厂装机几十台上百台变频器。变频器直—交逆变器的非线性等效负荷使得变频器在许多系统集成工程中不仅污染工厂 供电系统,还直接对自动化工程项目干扰,引起测控系统失准失灵,严重破坏大系统的稳定性,甚至变频器自身受到干扰引发“自举”式的调速故障。尽管国际标准对电气设备E M C(I E C61000系列电磁兼容设计)有严格的规范,并且国家质量技术监督局已决定在国内“等同”采用,同时,中国国家标准电能质量公用电网谐波G B/T14549-93已经生效14年之久,但是国家经济技术的飞速发展使得功率电子开关器件的污染控制已经刻不容缓。 在近年的客服中经常遇到变频器的干扰问题,造成设备误动作,使得工厂的生产 线不能运行,而且这一类问题的原因查找起来也比较困难,经过查阅有关资料,再 结合工作中处理问题的一些经验来具体谈一下变频器干扰的来源,传播方式以及一些针对实际应用中遇到干扰问题的不同情况的处理,希望不同于教科书的教条说教。 2变频器干扰分析 变频器的干扰问题一般分为变频器自身干扰;外界设备产生的电磁波对变频器干扰;变频器对其它弱电设备干扰3类情况。变频器本身就是一个干扰源,众所周知,变频器由主回路和控制回路两大部分组成,变频器主回路主要由整流电路,逆变电路,控制电路组成,其中整流电路和逆变电路由电力电子器件组成,电力、电子器件具有非线性特性,当变频器运行时,它要进行快速开关动作,因而产生高次谐波,这样变频器输出波形除基波外还含有大量高次谐波。无论是哪一种干扰类型,高次谐波是变频器产生干扰的主要原因。变频器本身就是谐波干扰源,所以对电源侧和输出侧的设备会产生影响。与主回路相比,变频器的控制回路却是小能量、弱信号回路,极易遭受其它装置产生的干扰。因此,变频器在安装使用时,必须对控制回路采取抗干扰措施。 3变频器干扰案例问题分析及其处理 3.1怎样来判定变频器出现干扰问题 变频器的干扰问题主要体现在电机的运行情况上。例如电机在运行过程中突然停机,电机运行时快时慢,运行速度不稳定.电机停不下来,按钮不起任何作用等等, 这些都是变频器受到干扰情况的体现。 3.2第三种方式接地 干扰问题的一般处理方法是要保证良好的接地,接地端子的一般要求为:接地端 子以“第三种方式”接地(单独接地),接地线愈短愈好,而且必须接地良好;控制回

变频器故障及处理方法

变频器故障及处理方法 在各种工业控制系统中,随着变频器等电力电子装置的广泛使用,系统的电磁干扰(EMI)日益严重,相应的抗干扰设计技术(即电磁兼容EMC)已经变得越来越重要。变频器系统的干扰有时能直接造成系统的硬件损坏,有时虽不能损坏系统的硬件,但常使微处理器的系统程序运行失控,导致控制失灵,从而造成设备和生产事故。因此,如何提高系统的抗干扰能力和可靠性是自动化装置研制和应用中不可忽视的重要内容,也是计算机控制技术应用和推广的关键之一。谈到变频器的抗干扰问题,首先要了解干扰的来源、传播方式,然后再针对这些干扰采取不同的措施。 一、变频器干扰的来源 首先是来自外部电网的干扰。电网中的谐波干扰主要通过变频器的供电电源干扰变频器。电网中存在大量谐波源如各种整流设备、交直流互换设备、电子电压调整设备,非线性负载及照明设备等。这些负荷都使电网中的电压、电流产生波形畸变,从而对电网中其它设备产生危害的干扰。变频器的供电电源受到来自被污染的交流电网的干扰后若不加处理,电网噪声就会通过电网电源电路干扰变频器。供电电源的干扰对变频器主要有(1)过压、欠压、瞬时掉电(2)浪涌、跌落 (3)尖峰电压脉冲 (4)射频干扰。 1、晶闸管换流设备对变频器的干扰

当供电网络内有容量较大的晶闸管换流设备时,由于晶闸管总是在每相半周期内的部分时间内导通,容易使网络电压出现凹口,波形严重失真。它使变频器输入侧的整流电路有可能因出现较大的反向回复电压而受到损害,从而导致输入回路击穿而烧毁。 2、电力补偿电容对变频器的干扰 电力部门对用电单位的功率因数有一定的要求,为此,许多用户都在变电所采用集中电容补偿的方法来提高功率因数。在补偿电容投入或切出的暂态过程中,网络电压有可能出现很高的峰值,其结果是可能使变频器的整流二极管因承受过高的反向电压而击穿。 其次是变频器自身对外部的干扰。变频器的整流桥对电网来说是非线性负载,它所产生的谐波对同一电网的其它电子、电气设备产生谐波干扰。另外变频器的逆变器大多采用PWM技术,当工作于开关模式且作高速切换时,产生大量耦合性噪声。因此变频器对系统内其它的电子、电气设备来说是一电磁干扰源。 变频器的输入和输出电流中,都含有很多高次谐波成分。除了能构成电源无功损耗的较低次谐波外,还有许多频率很高的谐波成分。它们将以各种方式把自己的能量传播出去,形成对变频器本身和其它设备的干扰信号。 (1)输入电流的波形变频器的输入侧是二极管整流和电容滤波电路。显然只有电源的线电压UL大于电容器两端的直流电压UD时,整流桥中才有充电电流。因此,充电电流总是出现在电源电压的振幅值附近,呈不连续的冲击波形式。它具有很强的高次谐波成分。有关资料表明,输入电流中的5次谐波和7次谐波的谐波分量是最大的,分别是50HZ基波的80%和70%。 (2)输出电压与电流的波形绝大多数变频器的逆变桥都采用SPWM调制方式,其输出电压为占空比按正弦规律分布的系列矩形式形波;由于电动机定子绕组的电感性质,定子的电流十分接近于正弦波。但其中与载波频率相等的谐波分量仍是较大的。 二、干扰信号的传播方式 变频器能产生功率较大的谐波,由于功率较大,对系统其它设备干扰性较强,其干扰途径与一般电磁干扰途径是一致的,主要分传导(即电路耦合)、电磁辐射、感应耦合。具体为:首先对周围的电子、电气设备产生电磁辐射;其次对直接驱动的电动机产生电磁噪声,使得电机铁耗和铜耗增加;并传导干扰到电源,通过配电网络传导给系统其它设备;最后变频器对相邻的其它线路产生感应耦合,感应出干扰电压或电流。同样,系统内的干扰信号通过相同的途径干扰变频器的正常工作。 (1)电路耦合方式即通过电源网络传播。由于输入电流为非正弦波,当变频器的容量较大时,将使网络电压产生畸变,影响其他设备工工作,同时输出端产生的传导干扰使直接驱动的电机铜损、铁损大幅增加,影响了电机的运转特性。显然,这是变频器输入电流干扰信号的主要传

变频器谐波干扰的解决方法

变频器谐波干扰的解决方法 变频器以其节能显著,保护完善,控制性能好,使用维护方便等特点,迅速发展起来,已成为电动机调速的主潮流,怎样结合生产工艺要求正确使用变频器并使其充分发挥效益,已成为我们关注的焦点。 近年来,随着我厂变频器投用量增多,变频设备干扰引起故障也在增多,电气设备出现的谐波干扰问题主要表现有以下几方面:(1)谐波干扰导致电力系统无功功率增大,造成功率因数明显降低;(2)现场电机受到变频谐波干扰引起电机噪声与振动增大,温度升高;(3)谐波干扰造成系统电缆故障率增多,绝缘老化,引起电缆对地故障;(4)谐波干扰引起断路器工作不稳定,引起开关误动作;(5)谐波干扰对通讯电路的干扰,引起联锁电路误动作等。 一、变频器的基本原理和电路组成 变频器有主回路和辅助控制电路组成,其中主回路有整流模块、平波电容、滤波电容、逆变电路、限流电阻和接触器等元器件组成;辅助控制电路由驱动电路、保护信号检测电路、控制电路脉冲发生及信号处理电路等组成,如下为变频器逆变电路图。这种电

路特点是,电源采用三相电流全波整流,中间直流环节的储能单元采用大容量电容作为储能元件,负载的无功功率将由它来缓冲。由于大电容的作用,主电路的直流电压比较平稳。然后经过6个功率管IGBT进行信号调制,产生电动机端的电压为方波或波电流。故称为电压型变频器。现在普遍应用的都是电压型变频器。 二、变频器应用中的谐波干扰问题及危害 谈到变频器的谐波干扰问题,首先要了解干扰的来源,变频器本身就是一种谐波干扰源,变频器谐波是由交流电整流电路和直流电转换为交流过程中产生的。当电子元件IGBT工作于开关模式作高速切换时,产生大量耦合性电磁电流。 因此变频器对电气系统内其它电子、电气设备来说是一个电磁干扰源。在现实工作中,变频器产生的谐波电流从输出端经过电缆传导到电动机定子绕组上,造成电机铜损、铁损大幅增加。致使电机无功损耗增大,温度升高,严重影响电机的运转特性;另一方面变频器输入回路产生的3次谐波经过电源电缆影响到电力系统,它可在变压器内形成环流,造成变压器内部温度升高,影响变压器的使用效率;谐波干扰还会引起断路器保护电路检测产生误差,导致断路器

变频器产生的干扰及解决方案

变频器产生的干扰及解决方案 摘要:变频器具有很多的优越性,但它对电网的谐波干扰和电磁辐射干扰也越来越受到人们的关注,本文主要介绍谐波、电磁辐射的标准和危害及其减弱或消除的方法。 1 引言 采用变频器驱动的电动机系统因其节能效果明显、调节方便、维护简单、网络化等优点而得到越来越多的应用。但是,由于变频器特殊的工作方式带来的干扰越来越不容忽视。变频器干扰主要有:一是变频器中普遍使用了晶闸管或者整流二极管等非线性整流器件,其产生的谐波对电网将产生传导干扰,引起电网电压畸变(电压畸变率用THDv表示,变频器产生谐波引起的THDv在10~40%左右),影响电网的供电质量;二是变频器的输出部分一般采用的是IGBT等开关器件,在输出能量的同时将在输出线上产生较强的电磁辐射干扰,影响周边电器的正常工作。 2 谐波和电磁辐射对电网及其它系统的危害 (1)谐波使电网中的电器元件产生了附加的谐波损耗,降低了输变电及用电设备的效率。 (2)谐波可以通过电网传导到其它的用电器,影响了许多电气设备的正常运行,比如谐波会使变压器产生机械振动,使其局部过热,绝缘老化,寿命缩短,以至于损坏;还有传导来的谐波会干扰电器设备内部软件或硬件的正常运转。 (3)谐波会引起电网中局部的串联或并联谐振,从而使谐波放大。

(4)谐波或电磁辐射干扰会导致继电保护装置的误动作,使电气仪表计量不准确,甚至无法正常工作。 (5)电磁辐射干扰使经过变频器输出导线附近的控制信号、检测信号等弱电信号受到干扰,严重时使系统无法得到正确的检测信号,或使控制系统紊乱。 一般来讲,变频器对电网容量大的系统影响不十分明显,这也就是谐波不被大多数用户重视的原因。但对系统容量小的系统,谐波产生的干扰就不能忽视。 3 有关谐波的国际及国家标准 现行的有关标准主要有:国际标准IEC61000-2-2,IEC61000-2-4,欧洲标准EN61000-3-2,EN61000-3-12,国际电工学会的建议标准IEEE519-1992,中国国家标准GB/T14549-93《电能质量共用电网谐波》。下面分别做简要介绍。 国际标准 IEC61000-2-2标准适用于公用电网,IEC61000-2-4标准适用于厂级电网,这两个标准规定了不给电网造成损害所允许的谐波程度,它们规定了最大允许的电压畸变率THDv。 IEC61000-2-2标准规定了电网公共接入点处的各次谐波电压含有的THDv约为8%。 IEC61000-2-4标准分三级。第一类对谐波敏感场合(如计算机、实验室等)THDv为5%;第二类针对电网公共接入点和一部分厂内接入点THDv为8%;第三类主要针对厂内接入点THDv为10%。

变频器常见故障分析和预防措施(正式)

编订:__________________ 单位:__________________ 时间:__________________ 变频器常见故障分析和预防措施(正式) Deploy The Objectives, Requirements And Methods To Make The Personnel In The Organization Operate According To The Established Standards And Reach The Expected Level. Word格式 / 完整 / 可编辑

文件编号:KG-AO-8745-86 变频器常见故障分析和预防措施(正 式) 使用备注:本文档可用在日常工作场景,通过对目的、要求、方式、方法、进度等进行具体、周密的部署,从而使得组织内人员按照既定标准、规范的要求进行操作,使日常工作或活动达到预期的水平。下载后就可自由编辑。 一、变频器的主要故障原因及预防措施 由于使用方法不正确或设置环境不合理,将容易造成变频器误动作及发生故障,或者无法满足预期的运行效果。为防患于未然,事先对故障原因进行认真分析显得尤为重要。 1、外部的电磁感应干扰 如果变频器周围存在干扰源,它们将通过辐射或电源线侵入变频器的内部,引起控制回路误动作,造成工作不正常或停机,严重时甚至损坏变频器。提高变频器自身的抗干扰能力固然重要,但由于受装置成本限制,在外部采取噪声抑制措施,消除干扰源显得更合理、更必要。以下几项措施是对噪声干扰实行“三

不”原则的具体方法:变频器周围所有继电器、接触器的控制线圈上需加装防止冲击电压的吸收装置,如RC吸收器;尽量缩短控制回路的配线距离,并使其与主线路分离;指定采用屏蔽线回路,须按规定进行,若线路较长,应采用合理的中继方式;变频器接地端子应按规定进行,不能同电焊、动力接地混用;变频器输入端安装噪声滤波器,避免由电源进线引入干扰。 2、安装环境 变频器属于电子器件装置,在其规格书中有详细安装使用环境的要求。在特殊情况下,若确实无法满足这些要求,必须尽量采用相应抑制措施:振动是对电子器件造成机械损伤的主要原因,对于振动冲击较大的场合,应采用橡胶等避振措施;潮湿、腐蚀性气体及尘埃等将造成电子器件生锈、接触不良、绝缘降低而形成短路,作为防范措施,应对控制板进行防腐防尘处理,并采用封闭式结构;温度是影响电子器件寿命及可靠性的重要因素,特别是半导体器件,应根据装置要求的环境条件安装空调或避免日光直射。

变频器干扰的解决方法,如何解决变频器的电磁干扰

变频器干扰的解决方法,如何解决变频器的电磁干扰 变频器(Variable-frequency Drive,VFD)是应用变频技术与微电子技术,通过改变电机工作电源频率方式来控制交流电动机的电力控制设备。在工业现场,变频器的干扰问题出现得比较多,且比较严重,甚至导致控制系统无法正常投入使用。比如使得PLC通讯控制变得不稳定,比如使得现场控制柜的指示灯常亮,让人误解。用户都非常苦恼因为变频器干扰带来的困扰。然而,变频器的工作原理注定其会产生强电磁干扰。 在各种工业控制系统中,随着变频器等电力电子装置的广泛使用,系统的电磁干扰(EMI)日益严重,相应的抗干扰设计技术(即电磁兼容EMC)已经变得越来越重要。变频器系统的干扰有时能直接造成系统的硬件损坏,有时虽不能损坏系统的硬件,但常使微处理器的系统程序运行失控,导致控制失灵,从而造成设备和生产事故。因此,如何提高系统的抗干扰能力和可靠性是自动化装置研制和应用中不可忽视的重要内容,也是计算机控制技术应用和推广的关键之一。谈到变频器的抗干扰问题,首先要了解干扰的来源、传播方式,然后再针对这些干扰采取不同的措施。 变频器包括整流电路和逆变电路,输入的交流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)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。在上述的射频传导发射干扰的情形中,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,必然会产生电磁波辐射,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,干扰现象变得严重。 (2)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许多电子设备形成干扰(因为大部分电

变频器的干扰问题

变频器的干扰问题 1 . 变频器干扰产生及危害 (1) 变频器干扰的产生实际上不限于通用变频器,晶闸管供电的直流电动机、无换向器电动机等凡是在电源侧有整流回路的,都将产生因其非线性整流引起的高次谐波。变频器的干扰由输入端谐波和输出端谐波产生。 (2) 高次谐波危害变频器产生的高次谐波的危害主要有以下几个方面: 增加变压器铜损和铁损;使电动机铜损和铁损增加,温度上升; 因高次谐波导致电容器过热、甚至损坏电容器; 由于谐波电流使开关设备在起动瞬间产生很高的电流变化率,产生操作过电压,破坏绝缘,还会引起开关跳脱、引起误动作; 计量仪表因为谐波会引起误差,降低精度,甚至烧毁线圈; 电力电子设备也会因谐波造成误动作。 2. 实际应用中抗干扰措施的应用 (1) 隔离措施隔离技术是电磁兼容性中的重要技术之一。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,使它们不发生电的联系。电磁兼容的隔离技术分为磁电、光电、机电和声电等几种隔离方式。 (2) 屏蔽技术 屏蔽是提高电子系统和电子设备电磁兼容性的重要措施之一,它能有效地抑制通过空间传播的各种干扰,既可阻止或减少电子设备内部的辐射电磁能对外的传输,又可阻止或减少外部辐射电磁能对电子设备的影响。

屏蔽按机理可以分为电场屏蔽、磁场屏蔽和电磁场屏蔽,对于变频器应用而言最常见的是电场屏蔽,即用金属导体,把被屏蔽的元件、组合件和信号线包围起来。这种方法对电容性耦合噪声抑制效果很好。其中,用双绞线代替两根平行导线是抑制磁场干扰的有效办法; 屏蔽干扰源是抑制干扰的最有效地方法。 (3) 滤波技术滤波器既可抑制从电子设备引出的传导干扰,又能抑制从电网引入的传导干扰。干扰滤波器安装在电源线与电子设备之间。它可使工频电源通过,而阻止高频噪声通过,对提高设备的可靠性有重要作用。 (4) 接地措施接地是抑制电磁干扰、提高电子设备电磁兼容性的重要手段之一。正确的接地既可以使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。 为了使变频控制系统以及与之相连的仪表均能可靠运行并保证测量和控制精度,必须为变频器设立可靠地工作接地。它分为电源地、信号地、模拟地(屏蔽地) 。在石化和其他防爆系统中还有本安地。按其接地点方式又分为单点地、多点地、混合地和浮地。 1). 变频器系统地变频器系统的正确接地是提高变频器抑制噪声能力和减小变频器干扰的重要手段,因此在实际应用中一定要非常重视。从抑制干扰的角度来看,将电力系统地和变频器系统的所有地分开是很有好处的,因为一般电力系统的地线是不太干净的。 2). 屏蔽接地在通信速率低于1MHz 时,选用一点接地效果较好,对于采用

浅谈变频器抗干扰措施

浅谈变频器抗干扰措施 随着变频高速技术的发展与综合利用,使变频器行业在诸多领域得到空前的发展和应用,几乎国民经济各行各业都与变频器密不可分。“十二五”规划出台以来,节能减排就是各行各业发展的关键,受益于节能减排、绿色环保等战略的拉动,变频器的新技术改造越来越受到人们的重视。主要介绍了在工业控制系统中,变频器在抗干扰方面的一些相应措施和技术改进措施。 标签:变频器;抗干扰;措施 1 变频器应用状况 随着工业自动化程度的不断提高,变频调速系统由于具有调速范围宽、调速精度高、动态响应快、运行效率高、节能效果显著等优点,被广泛的应用到了工业控制的各个领域中。变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源|稳压器变换为另一频率的电能控制装置。通常情况下采用变频器运转,随着电机的加速相应提高频率和电压,起动电流被限制在150%额定电流以下(根据机种不同,为125%~200%)。用工频电源直接起动时,起动电流为6~7倍,因此,将产生机械电气上的冲击。采用变频器传动可以平滑地起动(起动时间变长)。起动电流为额定电流的1.2~1.5倍,起动转矩为70%~120%额定转矩;对于带有转矩自动增强功能的变频器,起动转矩为100%以上,可以带全负载起动。 2 变频器干扰的来源及途径 变频器干扰来源可以分为两个方面,一个是外部电网的干扰,另外就是变频器自身的干扰。电网中的谐波干扰,这些负荷都使电网中的电压、电流产生波形畸变,电网噪声就会通过电网电源电路干扰变频器。比如晶闸管换流类设备对变频器的干扰。另外就是自身的干扰,在诸多控制系统中,多采用微机或者PLC 进行控制,在系统设计或者改造过程中变频器对微机控制板自身有干扰问题。当变频器的供电系统附近,存在高频冲击负载,变频器本身容易因为干扰而出现保护。 变频器的供电电源受到来自被污染的交流电网的干扰后,若不加以处理,电网噪声就会通过电网电源电路干扰变频器。供电电源对变频器的干扰主要有过压、欠压、瞬时掉电;浪涌、跌落;尖峰电压脉冲;射频干扰。其次,共模干扰通过变频器的控制信号线也会干扰变频器的正常工作。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V/F转换,光藕隔离再采用频率设定输入的方法。

变频器干扰问题及对电机损伤分析研究

变频器干扰问题及对电机损伤分析研究 发表时间:2017-01-17T14:51:01.820Z 来源:《电力设备》2016年第24期作者:王兆辉 [导读] 在使用变频器的控制系统中,多采用微机或者PLC进行控制,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。 (天津华宁电子有限公司天津 300385) 摘要:变频器的出现为工业自动化控制、电机节能带来了革新。工业生产中几乎离不开变频器,即使在日常生活中,电梯、变频空调也成为不可缺少的部分,变频器已经开始渗入到生产、生活的各个角落。但是变频器的干扰问题也带来了很多困扰,本文针对变频器的干扰问题进行分析,并阐述变频器对电机损伤带来的困惑。 关键字:变频器;干扰;电机损伤; 一、变频器的干扰问题分析 1、变频器对微机控制板的干扰 在使用变频器的控制系统中,多采用微机或者PLC进行控制,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。由于用户自己设计的微机控制板一般工艺水平差,不符合EMC国际标准,在采用变频器后,产生的传导和辐射干扰,往往导致控制系统工作异常,因此需要采取必要措施。 (1)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,最好单独接地。对于某些干扰严重的场合,建议将传感器、I/O接口屏蔽层与控制板的控制地相连。(2)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,成本低。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、或者小灵通机站时,可以对微机控制板添加金属网状屏蔽罩进行屏蔽处理。(3)给变频器输入加装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L1、L2,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L3,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。一个行之有效的方法就是采用钢管穿线或者屏蔽电缆的方法,并将钢管外壳或者电缆屏蔽层与大地可靠连接。在不添加交流输出电抗器L3时,如果采用钢管穿线或者屏蔽电缆的方法,增大了输出对地的分布电容,容易出现过流。(4)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,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V/F转换,光耦隔离再采用频率设定输入的方法。 2、变频器本身抗干扰 当变频器的供电系统附近,存在高频冲击负载如电焊机、电镀电源、电解电源或者采用滑环供电的场合,变频器本身容易因为干扰而出现保护。建议用户采用如下措施: (1)在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)在条件许可的情况下,可以采用单独的变压器。(4)在采用外部开关量控制端子控制时,连接线路较长时,建议采用屏蔽电缆。当控制线路与主回路电源均在地沟中埋设时,除控制线必须采用屏蔽电缆外,主电路线路必须采用钢管屏蔽穿线,减小彼此干扰,防止变频器的误动作。(5)在采用外部模拟量控制端子控制时,如果连接线路在1M以内,采用屏蔽电缆连接,并实施变频器侧一点接地即可;如果线路较长,现场干扰严重的场合,建议在变频器侧加装DC/DC隔离模块或者采用经过V/F转换,采用频率指令给定模式进行控制。(6)在采用外部通信控制端子控制时,建议采用屏蔽双绞线,并将变频器侧的屏蔽层接地(PE),如果干扰非常严重,建议将屏蔽层接控制电源地(GND)。对于RS232通信方式,注意控制线路尽量不要超过15m,如果要加长,必须随之降低通信波特率,在100m左右时,能够正常通信的波特率小于600bps。对于RS485通信,还必须考虑终端匹配电阻等。对于采用现场总线的高速控制系统,通信电缆必须采用专用电缆,并采用多点接地的方式,才能够提高可靠性。 3、电网质量影响 在高频冲击负载如电焊机、电镀电源、电解电源等场合,电压经常出现闪变。在一个车间中,有几百台变频器等容性整流负载在工作时,电网的谐波非常大,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。可以采取以下的措施:(1)在高频冲击负载如电焊机、电镀电源、电解电源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。(2)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,特别适用于频繁起制动、电动运行与发电运行同时进行的场合。(3)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,成本较低,可靠性高,效果好。(4)变频器输入侧加装有源PFC装置,效果最好,但成本较高。 二、变频器对电机损伤的研究 变频器对电机的损伤包括两个方面,定子绕组的损伤和轴承的损伤。一般发生在几周至十几个月内,具体时间与变频器的品牌、电机的品牌、电机的功率、变频器的载波频率、变频器与电机之间的电缆长度、环境温度等诸多因素有关。电机的早期意外损坏给企业的生产带来巨大的经济损失。这种损失不仅是电机维修和更换带来的费用,更主要的是意外停产带来的经济损失。因此,在使用变频器驱动电机时,必须对电机损伤的问题有足够的重视。 变频器对电机损伤有以下原因:(1)变频器的基本构造包括整流电路与逆变电路两部分。整流电路为普通二极管与滤波电容构成的直流电压输出电路,逆变电路将直流电压变换成脉宽调制的电压波形(PWM电压)。因此,变频器驱动电机的电压波形是脉宽变化的脉冲波形,而不是正弦波电压波形。用脉冲电压驱动电机就是导致电机容易损坏的根本原因。(2)脉冲电压在电缆上传输时,如果电缆的阻抗与负载的阻抗不匹配,在负载端会产生反射。反射的结果是,入射波与反射波叠加,形成更高的电压,它的幅度最大可以达到直流母线电压的2倍,大约相当于变频器输入电压的3倍,过高的尖峰电压加在电机定子的线圈上,对线圈造成电压冲击,频繁的过电压冲击会导致电机过早失效。(3)变频器驱动的电机受到尖峰电压的冲击后,它的实际寿命与很多因素,包括,温度、污染、振动、电压、载波频率以及线圈绝缘的工艺等因素有关。(4)变频器的载波频率越高,输出电流波形越接近正弦波,这会降低电机的运行温度,从而延长绝缘的寿命。但是,更高的载波频率意味着每秒钟产生的尖峰电压数量更多,对电机的冲击的次数更多。(5)电机的温度越高,绝缘的寿命越短。变频器驱动的电机,由于PWM电压包含较多的高频成份,电机温度会远高于工频电压驱动的情况。(6)变频器损伤电机轴承的原因是,有流

如何解决电气控制柜变频器的干扰

如何解决电气控制柜变频器的干扰 在各种工业控制系统中,随着变频器等电力电子装置的广泛使用,系统的电磁干扰(EMI)日益严重,相应的抗干扰设计技术(即电磁兼容EMC)已经变得越来越重要。变频器系统的干扰有时能直接造成系统的硬件损坏,有时虽不能损坏系统的硬件,但常 使微处理器的系统程序运行失控,导致控制失灵,从而造成设备和生产事故。因此, 如何提高系统的抗干扰能力和可靠性是自动化装置研制和应用中不可忽视的重要内容,也是计算机控制技术应用和推广的关键之一。谈到变频器的抗干扰问题,首先要了解 干扰的来源、传播方式,然后再针对这些干扰采取不同的措施。 一、变频器干扰的来源 首先是来自外部电网的干扰。电网中的谐波干扰主要通过变频器的供电电源干扰变频器。电网中存在大量谐波源如各种整流设备、交直流互换设备、电子电压调整设备, 非线性负载及照明设备等。这些负荷都使电网中的电压、电流产生波形畸变,从而对 电网中其它设备产生危害的干扰。变频器的供电电源受到来自被污染的交流电网的干 扰后若不加处理,电网噪声就会通过电网电源电路干扰变频器。供电电源的干扰对变 频器主要有(1)过压、欠压、瞬时掉电(2)浪涌、跌落 (3)尖峰电压脉冲 (4)射频干扰。1、晶闸管换流设备对变频器的干扰 当供电网络内有容量较大的晶闸管换流设备时,由于晶闸管总是在每相半周期内的部 分时间内导通,容易使网络电压出现凹口,波形严重失真。它使变频器输入侧的整流 电路有可能因出现较大的反向回复电压而受到损害,从而导致输入回路击穿而烧毁。2、电力补偿电容对变频器的干扰 电力部门对用电单位的功率因数有一定的要求,为此,许多用户都在变电所采用集中 电容补偿的方法来提高功率因数。在补偿电容投入或切出的暂态过程中,网络电压有 可能出现很高的峰值,其结果是可能使变频器的整流二极管因承受过高的反向电压而 击穿。 其次是变频器自身对外部的干扰。变频器的整流桥对电网来说是非线性负载,它所产 生的谐波对同一电网的其它电子、电气设备产生谐波干扰。另外变频器的逆变器大多 采用PWM技术,当工作于开关模式且作高速切换时,产生大量耦合性噪声。因此变频器对系统内其它的电子、电气设备来说是一电磁干扰源。

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