Em uma variedade de sistemas de controle industrial, com o uso generalizado de dispositivos eletrônicos de energia, como conversores de frequência, a interferência eletromagnética (EMI) do sistema está se tornando cada vez mais grave, as técnicas de design anti-interferência correspondentes (ou seja, a compatibilidade eletromagnética EMC) se tornou cada vez mais importante . Às vezes, a interferência do sistema de conversor de frequência pode causar danos diretamente ao hardware ao sistema e, às vezes, não pode danificar o hardware do sistema, mas geralmente torna a operação do programa do sistema de microprocessador fora de controle, resultando em falha de controle, causando assim que os acidentes de produção e produção. Portanto, como melhorar a capacidade e a confiabilidade anti-interferência do sistema é uma parte importante do desenvolvimento e aplicação de dispositivos de automação não pode ser ignorada, mas também uma das chaves para a aplicação e promoção da tecnologia de controle de computadores. Quando se trata do problema do Problema de Frequência Anti-Interferência, antes de tudo, devemos entender a fonte de interferência, o modo de propagação e, em seguida, tomar medidas diferentes para essas interferências.
Primeiro, a fonte de interferência do inversor
A primeira é a interferência da grade de energia externa. Interferência harmônica na grade principalmente através do inversor de interferência na fonte de alimentação do inversor. Há um grande número de fontes harmônicas na grade de energia, como vários equipamentos de retificador, equipamento de intercâmbio CA e CC, equipamento de ajuste de tensão eletrônico, cargas não lineares e equipamentos de iluminação. Todas essas cargas fazem a tensão e a corrente na grade para produzir distorção da forma de onda, produzindo interferência prejudicial a outros equipamentos na grade. Fonte de alimentação do conversor de frequência da interferência de grade de energia CA poluída, se não for tratada, o ruído da grade será através do conversor de frequência de interferência do circuito de energia da grade. A interferência da fonte de alimentação no conversor de frequência é (1) sobretensão sobre tensão, menor tensão e perda de energia instantânea (2) queda, queda (3) Pulso de tensão de pico (4) interferência de radiofrequência.
1, equipamento de conversor de tiristor na interferência do inversor
Quando existe um equipamento de conversor do tiristor de grande capacidade na rede de fonte de alimentação, porque o tiristor sempre conduz em parte de cada meio ciclo de fase, é fácil fazer com que o entalhe da tensão da rede e a forma de onda seja seriamente distorcida. Isso torna possível que o circuito retificador no lado de entrada do inversor seja danificado devido à ocorrência de uma grande tensão de reversão reversa, o que pode levar à quebra do circuito de entrada e queimar.
2, interferência do capacitor de compensação de energia no inversor
O setor de energia do fator de potência da unidade de potência possui certos requisitos, por esse motivo, muitos usuários estão na subestação usando o método de remuneração de capacitores centralizados para melhorar o fator de potência. No processo transitório de entrada ou corte do capacitor de compensação, é provável que a tensão da rede tenha um valor de pico muito alto, como resultado do qual o diodo retificador do conversor de frequência pode ser submetido a tensão e quebra reversas excessivas.
Em segundo lugar, o inversor em si para a interferência externa. A ponte retificadora do inversor é uma carga não linear na grade, e os harmônicos que gera produzem interferência harmônica a outros equipamentos eletrônicos e elétricos na mesma grade. Além disso, o inversor do conversor de frequência adota principalmente a tecnologia PWM, ao trabalhar no modo de comutação e fazer uma comutação de alta velocidade, gera muito ruído de acoplamento. Portanto, o inversor é uma fonte de interferência eletromagnética a outros equipamentos eletrônicos e elétricos no sistema.
As correntes de entrada e saída do inversor contêm muitos harmônicos altos. Além dos harmônicos mais baixos que podem constituir a perda de energia reativa da fonte de alimentação, existem muitos componentes harmônicos de frequência muito alta. Eles espalharão sua energia de várias maneiras, formando sinais de interferência para o próprio inversor e outros equipamentos.
(1) FORMA DE ONDA DE Corrente de entrada O lado de entrada do inversor é um retificador de diodo e circuito de filtro de capacitor. Obviamente, existe uma corrente de carregamento na ponte retificadora somente quando a tensão da linha da fonte de alimentação é maior que a tensão CC UD nas extremidades do capacitor. Portanto, a corrente de carregamento sempre aparece perto do valor da amplitude da tensão de alimentação na forma de uma onda de choque descontínua. Possui um forte componente harmônico alto. Os dados mostram que os componentes harmônicos dos 5º e 7º harmônicos na corrente de entrada são os maiores, que são 80% e 70% da onda fundamental de 50Hz, respectivamente.
(2) A tensão de saída e as formas de onda de corrente da grande maioria da ponte do inversor do inversor são usadas modulação SPWM, a tensão de saída para o ciclo de trabalho de acordo com a distribuição sinusoidal de uma série de onda de forma retangular; Devido à natureza indutiva do enrolamento do estator do motor, a corrente do estator está muito próxima da onda sinusoidal. No entanto, os componentes harmônicos iguais à frequência da transportadora ainda são grandes.
Segundo, a propagação do sinal de interferência
O conversor de frequência pode produzir harmônicos de potência maiores, devido à maior potência, outros equipamentos na interferência do sistema são fortes, seu caminho de interferência e o caminho geral de interferência eletromagnética são consistentes, principalmente divididos em condução (acoplamento do circuito isto é), radiação eletromagnética, acoplamento indutivo. Especificamente: antes de tudo, o equipamento eletrônico e elétrico circundante para produzir radiação eletromagnética; Em segundo lugar, o motor de tração direta para produzir ruído eletromagnético, tornando o aumento do ferro e o consumo de cobre; e interferência de condução à fonte de alimentação, através da rede de distribuição para outros equipamentos do sistema; e finalmente inversor para as outras linhas vizinhas para produzir acoplamento indutivo, indução da tensão ou corrente de interferência. Da mesma forma, o sinal de interferência no sistema da mesma maneira para interferir na operação normal do inversor.
(1)Método de acoplamento de circuito, isto é, através da propagação da rede de fonte de alimentação. Como a corrente de entrada não é sinusaidal, quando a capacidade do inversor for grande, fará com que a distorção da tensão da rede, afetando o trabalho de outros equipamentos e, ao mesmo tempo, o lado da saída da interferência de condução gerada pelo direto A unidade da perda de cobre do motor, a perda de ferro aumentou significativamente, afetando as características operacionais do motor. Obviamente, esta é a principal transmissão do sinal de interferência de corrente de entrada do inversor.
Modo de transmissão.
(2) Acoplamento indutivo Quando o circuito de entrada ou o circuito de saída do inversor estiver próximo ao circuito de outros equipamentos, o alto sinal harmônico do inversor será acoplado a outros equipamentos por indução. Existem duas maneiras de indução:
A, maneira de indução eletromagnética, que é a principal maneira de sinal de interferência atual;
B, maneira de indução eletrostática, que é a principal maneira de sinal de interferência de tensão.
(3)Radiação no ar, ou seja, radiação eletromagnética no ar, que é o principal modo de propagação de componentes harmônicos de alta frequência.
Terceiro, o sistema de controle de frequência contramedidas anti-interferência
De acordo com os princípios básicos do eletromagnetismo, a formação de interferência eletromagnética (EMI) deve ter três elementos: fontes de interferência eletromagnética, vias de interferência eletromagnética, sistemas sensíveis à interferência eletromagnética. Para evitar interferências, pode ser usado anti-interferência de hardware e anti-interferência de software. Entre eles, o hardware anti-Jamming está a aplicação do sistema de medidas anti-deMaming mais básico e importante, geralmente da resistência e prevenção dos dois aspectos para inibir a interferência, o princípio geral é inibir e eliminar a fonte de interferência, corte Fora da interferência no canal acoplado ao sistema, reduza a sensibilidade do sinal de interferência do sistema. Medidas específicas podem ser usadas no isolamento de engenharia, filtragem, blindagem, aterramento e outros métodos.
1, o chamado isolamento de interferência refere-se à fonte de interferência do circuito e suscetível à parte de interferência do isolamento, para que não ocorram conexão elétrica. No sistema de acionamento de controle de frequência, geralmente entre a fonte de alimentação e os circuitos do amplificador na linha de energia usando transformadores de isolamento para evitar a condução da interferência, o transformador de isolamento da fonte de alimentação pode ser aplicado ao transformador de isolamento de ruído.
2, na linha do sistema para definir o papel do filtro é suprimir o sinal de interferência do inversor através da interferência de condução da linha de energia na fonte de alimentação do motor. Para reduzir o ruído e a perda eletromagnética, o lado da saída do conversor de frequência pode ser configurado filtro de saída; Para reduzir a interferência da fonte de alimentação, o lado de entrada do conversor de frequência pode ser configurado filtro de entrada. Se houver equipamentos eletrônicos sensíveis na linha, um filtro de ruído da fonte de alimentação poderá ser definido na linha de energia para evitar a interferência de condução. Nos circuitos de entrada e saída do inversor, além dos componentes harmônicos mais baixos acima, existem muitas correntes harmônicas de alta frequência, que espalharão sua energia de várias maneiras para formar sinais de interferência para outros equipamentos. Os filtros são os principais meios usados para atenuar os componentes harmônicos de maior frequência. Dependendo de onde eles são usados, eles podem ser categorizados como.
(1) Filtros de entrada geralmente existem dois tipos de filtros:
um. Os filtros de linha são compostos principalmente de bobinas indutivas. Ele atenua as correntes harmônicas de maior frequência, aumentando a impedância da linha em altas frequências.
b. Os filtros de radiação são compostos principalmente de capacitores de alta frequência. Ele absorverá os componentes harmônicos de alta frequência com energia radiante.
(2) Filtro de saída também consiste em uma bobina indutiva. Pode efetivamente enfraquecer os altos componentes harmônicos na corrente de saída. Ele não apenas desempenha o papel da anti-interferência, mas também enfraquece o torque adicional causado pela alta corrente harmônica harmônica no motor. Para as medidas anti-interferência da saída do conversor de frequência, os seguintes aspectos devem receber atenção a:
um. Os capacitores não podem estar conectados ao lado da saída do conversor de frequência, para não produzir uma corrente de carregamento de pico grande (ou descarregamento) no momento da condução do tubo do inversor (desligamento), que pode danificar o tubo do inversor;
b. Quando o filtro de saída é composto pelo circuito LC, o lado do capacitor de acesso no filtro deve ser conectado ao lado do motor.
3, proteger a fonte de interferência é a maneira mais eficaz de suprimir a interferência. Geralmente, o conversor de frequência com a blindagem de ferro, para evitar vazamentos de interferência eletromagnética; A linha de saída é melhor protegida com tubo de aço, especialmente ao controlar o conversor de frequência com sinais externos, a linha de sinal é necessária para ser o mais curta possível (geralmente dentro de 20m) e a linha de sinal usando uma blindagem de núcleo duplo e com o A linha de energia principal (AC380V) e a linha de controle (AC220V) são completamente separadas da mesma tubulação ou linha de linha, nunca colocada em torno das linhas de equipamentos sensíveis eletrônicos também requerem blindagem. Para tornar a blindagem eficaz, o escudo deve ser aterrado de maneira confiável.
4, o aterramento correto pode tornar o sistema efetivamente inibir a interferência estrangeira, mas também para reduzir o próprio equipamento para a interferência mundial externa. Na aplicação real do sistema, devido à fonte zero de fonte de alimentação do sistema (linha central), aterramento (aterramento de proteção, aterramento do sistema) não é dividido, o sistema de controle de controle do sistema de controle (aterramento de blindagem de controle e o aterramento principal do condutor de circuito ) da conexão caótica, reduzindo bastante a estabilidade e a confiabilidade do sistema.
Para os inversores, o aterramento correto do terminal do circuito principal (e, g) é um meio importante de melhorar a capacidade do inversor de suprimir o ruído e reduzir a interferência do inversor, portanto, deve ser levada muito a sério em aplicações práticas. A área de seção transversal do condutor de aterramento do inversor geralmente deve ser inferior a 2,5 mm2, e o comprimento deve ser controlado dentro de 20m. Recomenda -se que o aterramento do inversor e outros equipamentos de energia se separe, não possa ser um terreno comum.
5, o uso do reator
Na corrente de entrada do conversor de frequência nos componentes harmônicos de baixa frequência (5ª harmônica, 7ª harmônica, 11ª harmônica, 13ª harmônica etc.) representou uma proporção muito alta deles, além de possível interferência na operação normal de outros equipamentos , mas também porque eles consomem uma grande quantidade de energia reativa, para que a linha do fator de potência seja bastante reduzida. A amarração de um reator dentro do circuito de entrada é uma maneira eficaz de suprimir correntes harmônicas inferiores. Dependendo da posição da fiação, existem dois tipos principais:
(1) Reator conectado em série entre a fonte de alimentação e o lado de entrada do inversor. Suas principais funções são:
um. Aumente o fator de potência para (0. 75-0. 85) suprimindo a corrente harmônica;
b. Enfraquecer a corrente de entrada no circuito de entrada para o inversor;
C, enfraquece o impacto do desequilíbrio da tensão da fonte de alimentação.
(2) reator CC conectado em série entre o retificador Ponte e o capacitor de filtro. Possui uma única função, que é enfraquecer os altos componentes harmônicos na corrente de entrada. No entanto, é mais eficaz que o reator CA na melhoria do fator de potência, que pode atingir 0. 95, e tem as vantagens de estrutura simples e tamanho pequeno.
6, fiação racional
Para o sinal de interferência propagado através do método de indução, pode ser enfraquecido pelo caminho da fiação racional. Métodos específicos são:
(1) a linha de energia e a linha de sinal do equipamento devem estar longe das linhas de entrada e saída do inversor;
(2) outras linhas de energia do equipamento e linhas de sinal devem ser evitadas e as linhas de entrada e saída do inversor paralelas;
Quarto, a conclusão
Através da análise das fontes e caminhos de propagação de interferência no processo de aplicação do conversor de frequência, contramedidas práticas para resolver esses problemas foram apresentadas. Com a aplicação contínua de novas tecnologias e novas teorias sobre conversores de frequência, a atenção aos requisitos de EMC dos conversores de frequência tornou -se um problema que deve ser enfrentado pelo design e aplicação de sistemas de acionamento de controle de velocidade do conversor de frequência e também é um dos Chaves para aplicação e promoção do conversor de frequência. Espera -se que esses problemas existentes no conversor de frequência sejam resolvidos pela função e compensação do próprio conversor de frequência. O local industrial e o ambiente social dos requisitos do conversor de frequência continuam melhorando, para atender às necessidades reais do verdadeiro conversor de frequência "verde" em breve. Acreditamos que o problema da EMC do inversor será resolvido de maneira eficaz.