In einer Vielzahl von industriellen Kontrollsystemen, mit der weit verbreiteten Verwendung von elektronischen Leistungsgeräten wie Frequenzwandlern, wird die elektromagnetische Interferenz des Systems (EMI) immer schwerwiegender. . Störungen des Frequenzwandlersystems können manchmal direkt Hardwareschäden des Systems verursachen und manchmal die Hardware des Systems nicht beschädigen, aber häufig den Betrieb des Mikroprozessor -Systems außer Kontrolle geraten, was zu einem Kontrollversagen führt, wodurch Geräte und Produktionsunfälle verursacht werden. Die Verbesserung der Anti-Interferenz-Fähigkeit und -zuverlässigkeit des Systems ist daher ein wichtiger Bestandteil der Entwicklung und Anwendung von Automatisierungsgeräten, sondern auch einer der Schlüssel für die Anwendung und Förderung der Computersteuerungstechnologie. Wenn es um das Anti-Interferenz-Problem des Frequenzwandlers geht, sollten wir zunächst die Quelle der Interferenz, des Ausbreitungsmodus verstehen und dann unterschiedliche Maßnahmen für diese Interferenzen ergreifen.
Erstens die Quelle für Wechselrichterinterferenz
Das erste ist die Einmischung aus dem externen Stromnetz. Harmonische Einmischung im Netz hauptsächlich durch den Wechselrichter der Wechselrichterversorgung. Es gibt eine große Anzahl harmonischer Quellen im Stromnetz wie verschiedene Gleichrichtergeräte, Wechselstrom- und DC-Austauschgeräte, elektronische Spannungseinstellungsgeräte, nichtlineare Lasten und Beleuchtungsgeräte. Diese Belastungen machen alle Spannung und Strom im Netz, um eine Wellenformverzerrung zu erzeugen und so eine schädliche Störung anderer Geräte im Netz zu erzeugen. Frequenzwandlerleisterversorgung durch die verschmutzte Wechselstromnetzstörung, wenn nicht behandelt wird, erfolgt das Gittergeräusch durch den Störungsumwandler für die Störungsschaltung des Netzschaltkreises. Stromversorgungsstörungen in den Frequenzwandler sind (1) Überspannung, Unterspannung, sofortiger Stromverlust (2) Anstieg, Abfall (3) Spike-Spannungsimpuls (4) Funkfrequenzstörungen.
1, Thyristorwandlergeräte auf der Wechselrichterstörung
Wenn es im Stromversorgungsnetz eine Thyristor-Konverterausrüstung mit großer Kapazität gibt, da der Thyristor in einem Teil jeder Phase-Halbzyklus immer durchführt, ist es einfach, die Netzwerkspannung zu erfassen und die Wellenform schwer verzerrt. Es ermöglicht es, dass die Gleichrichterschaltung auf der Eingangsseite des Wechselrichters aufgrund des Auftretens einer großen Umkehrumverkehrsspannung beschädigt wird, die zum Abbau des Eingangskreises und zum Ausbrennen führen kann.
2, Leistungskompensationskondensatorinterferenz in den Wechselrichter
Der Leistungssektor des Leistungsfaktors des Leistungsgeräts hat bestimmte Anforderungen. Aus diesem Grund befinden sich viele Benutzer unter Verwendung einer zentralisierten Kondensatorkompensationsmethode, um den Leistungsfaktor zu verbessern. Im vorübergehenden Prozess des Eingangs oder der Ausschnitte des Kompensationskondensators hat die Netzwerkspannung wahrscheinlich einen sehr hohen Peakwert, wodurch die Gleichrichterdiode des Frequenzwandlers einer übermäßigen Rückspannung und einem Abbau ausgesetzt sein kann.
Zweitens der Wechselrichter selbst in die äußere Einmischung. Die Gleichrichterbrücke des Wechselrichters ist eine nichtlineare Last am Netz, und die Harmonischen erzeugen erzeugt harmonische Störungen gegen andere elektronische und elektrische Geräte auf demselben Netz. Darüber hinaus verwendet der Wechselrichter des Frequenzwandlers hauptsächlich die PWM-Technologie, wenn sie im Schaltmodus arbeiten und Hochgeschwindigkeitsschaltanlagen erstellen, erzeugt viel Kopplungsrauschen. Daher ist der Wechselrichter eine Quelle elektromagnetischer Störungen in andere elektronische und elektrische Geräte im System.
Die Eingangs- und Ausgangsströme des Wechselrichters enthalten viele hohe Harmonische. Zusätzlich zu den niedrigeren Harmonischen, die den reaktiven Stromverlust der Stromversorgung ausmachen können, gibt es viele harmonische Komponenten von sehr hoher Frequenz. Sie werden ihre Energie auf verschiedene Weise verteilen und Interferenzsignale auf den Wechselrichter selbst und andere Geräte bilden.
(1) Eingangsstromwellenform Die Eingangsseite des Wechselrichters ist ein Diodenrichter- und Kondensatorfilterkreis. Offensichtlich gibt es in der Gleichrichterbrücke einen Ladestrom nur, wenn die Leitungsspannung der Stromversorgung größer ist als die DC -Spannung UD an den Enden des Kondensators. Daher erscheint der Ladestrom immer in der Nähe des Amplitudenwerts der Versorgungsspannung in Form einer diskontinuierlichen Stoßwelle. Es hat eine starke hohe harmonische Komponente. Die Daten zeigen, dass die harmonischen Komponenten der 5. und 7. Harmonischen im Eingangsstrom die größten sind, die 80% bzw. 70% der 50 -Hz -Grundwelle sind.
(2) Ausgangsspannung und Stromwellenformen Die überwiegende Mehrheit der Wechselrichterbrücke wird verwendet SPWM-Modulation, die Ausgangsspannung für den Arbeitszyklus gemäß der sinusförmigen Verteilung einer Reihe von rechteckigen Wellen; Aufgrund der induktiven Natur der motorischen Statorwicklung liegt der Statorstrom sehr nahe an der sinusförmigen Welle. Die harmonischen Komponenten entsprechen jedoch noch der Trägerfrequenz.
Zweitens die Ausbreitung des Interferenzsignals
Der Frequenzwandler kann aufgrund der größeren Leistung größere Leistungsharmonische erzeugen. Andere Geräte für die Systeminterferenz sind stark, sein Interferenzweg und der allgemeine elektromagnetische Interferenzweg sind konsistent, hauptsächlich in Leitung (dh Schaltkreiskopplung), elektromagnetische Strahlung und induktive Kupplung. Insbesondere: Zunächst die umgebende elektronische und elektrische Geräte zur Erzeugung elektromagnetischer Strahlung; Zweitens der direkte Antriebsmotor zur Erzeugung elektromagnetischer Geräusche, wodurch der motorische Eisen- und Kupferverbrauch zunimmt. und Leitungsstörungen in die Stromversorgung durch das Verteilungsnetz an andere Geräte im System; und schließlich Wechselrichter in die benachbarten anderen Linien, um eine induktive Kopplung zu erzeugen, Induktion der Interferenzspannung oder des Stroms. In ähnlicher Weise stört das Interferenzsignal im System auf die gleiche Weise den normalen Betrieb des Wechselrichters.
(1)Schaltungskopplungsmethode, dh durch die Netzteilsnetzwerkausbreitung. Da der Eingangsstrom nicht-sinusoidal ist, wird die Netzwerkspannungsverzerrung, wenn die Kapazität des Wechselrichters groß ist Antrieb des Motorkupferverlusts, der Eisenverlust stieg signifikant an und wirkte sich auf die Betriebsmerkmale des Motors aus. Offensichtlich ist dies die Hauptübertragung des Wechselrichtereingangsstrominterferenzsignals.
Rundfunkmodus.
(2) Induktive Kopplung Wenn der Eingangskreis oder der Ausgangskreis des Wechselrichters in der Nähe der Schaltung anderer Geräte liegt, wird das hohe harmonische Signal des Wechselrichters durch Induktion an andere Geräte gekoppelt. Es gibt zwei Möglichkeiten der Induktion:
a, elektromagnetische Induktionsstraße, die die Hauptmethode des Strominterferenzsignals ist;
B, Elektrostatische Induktion Way, die Hauptmethode des Spannungsinterferenzsignals ist.
(3)Luftbonbestrahlung, dh elektromagnetische Strahlung in die Luft, die der Hauptausbreitungsmodus von harmonischen Komponenten mit hoher Frequenz ist.
Dritten
Nach den Grundprinzipien des Elektromagnetismus muss die Bildung elektromagnetischer Interferenzen (EMI) drei Elemente haben: elektromagnetische Interferenzquellen, elektromagnetische Interferenzwege, elektromagnetische Interferenz -empfindliche Systeme. Um Störungen zu verhindern, können Hardware-Anti-Interferenz und Software-Anti-Interferenz verwendet werden. Unter ihnen ist die Hardware-Anti-Jamming die Anwendung des grundlegendsten und wichtigsten Anti-Jamming-Messsystems, im Allgemeinen von der Resistenz und der Vorbeugung der beiden Aspekte zur Hemmung von Interferenzen. Das allgemeine Prinzip besteht darin, die Quelle der Störung zu hemmen und zu beseitigen, geschnitten Verringern Sie die Empfindlichkeit des Systeminterferenzsignals. Spezifische Maßnahmen können in der technischen Isolation, Filterung, Abschirmung, Erdung und anderen Methoden verwendet werden.
1, die sogenannte Interferenzisolierung, bezieht sich auf die Interferenzquelle aus dem Schaltkreis und ist anfällig für Interferenzteil der Isolation, so dass sie keine elektrische Verbindung auftreten. Im Frequenzsteuerungsantriebssystem, normalerweise zwischen der Stromversorgung und Verstärkerschaltungen an der Stromleitung unter Verwendung von Isolationstransformatoren, um die Leitung von Störungen zu vermeiden, kann der Transformator der Stromversorgung auf den Rausch -Isolationstransformator angewendet werden.
2, in der Systemlinie, um die Rolle des Filters einzustellen, besteht darin, das Interferenzsignal vom Wechselrichter durch die Störungsleitungsstörung des Netzteils vom Motor zu unterdrücken. Um das elektromagnetische Rauschen und den Verlust zu verringern, kann die Ausgangsseite des Frequenzwandlers der Ausgangsfilter eingerichtet werden. Um die Störung der Stromversorgung zu verringern, kann die Eingangsseite des Frequenzwandlers eingerichtet werden. Wenn in der Leitung empfindliche elektronische Geräte vorhanden sind, kann ein Netzteil -Rauschfilter auf der Stromversorgung eingestellt werden, um Leitungsstörungen zu vermeiden. In den Eingangs- und Ausgangskreisen des Wechselrichters gibt es zusätzlich zu den oben genannten niedrigeren harmonischen Komponenten viele hochfrequente harmonische Ströme, die ihre Energie auf verschiedene Weise verbreiten, um Interferenzsignale für andere Geräte zu bilden. Filter sind die Hauptmittel, mit denen die harmonischen Komponenten mit höherer Frequenz abschwächen werden. Je nachdem, wo sie verwendet werden, können sie als kategorisiert werden.
(1) Eingabefilter Es gibt normalerweise zwei Arten von Filtern:
A. Linienfilter bestehen hauptsächlich aus induktiven Spulen. Es ändert harmonische Ströme mit höherer Frequenz, indem es die Impedanz der Linie bei hohen Frequenzen erhöht.
B. Strahlungsfilter bestehen hauptsächlich aus Hochfrequenzkondensatoren. Es absorbiert die harmonischen Komponenten der Hochfrequenz mit Strahlungsenergie.
(2) Ausgangsfilter Es besteht auch aus einer induktiven Spule. Es kann die hohen harmonischen Komponenten im Ausgangsstrom effektiv schwächen. Es spielt nicht nur die Rolle der Anti-Interferenz, sondern schwächt auch das zusätzliche Drehmoment, das durch den hohen harmonischen harmonischen Strom im Motor verursacht wird. Für die Anti-Einmischungsmessungen der Ausgabe des Frequenzwandlers müssen die folgenden Aspekte beachtet werden:
A. Kondensatoren dürfen nicht an die Ausgangsseite des Frequenzwandlers angeschlossen werden, um keinen großen Spitzenladestrom (oder Entladung) im Moment der Wechselrichterröhre (Herunterfahren) zu erzeugen, was den Wechselromsrohr beschädigen kann.
B. Wenn der Ausgangsfilter aus der LC -Schaltung besteht, muss die Seite des Zugangskondensators im Filter mit der Motorseite angeschlossen werden.
3, abgeschirmt die Quelle der Störung ist der effektivste Weg, um Interferenzen zu unterdrücken. Normalerweise der Frequenzwandler selbst mit Eisenschutz, um ein Leck von elektromagnetischen Interferenzen zu verhindern; Die Ausgangsleitung ist am besten mit Stahlrohr abgeschirmt, insbesondere wenn der Frequenzwandler mit externen Signalen gesteuert wird, muss die Signallinie so kurz wie möglich sein (im Allgemeinen innerhalb von 20 m) und die Signallinie unter Verwendung einer Doppelkernschützin und mit der Die Hauptscheibe (AC380V) und die Kontrolllinie (AC220V) sind vollständig von derselben Rohrleitungen oder Leitungstrogs getrennt. Um die Abschirmung wirksam zu machen, muss der Schild zuverlässig geerdet sein.
4 Die korrekte Erdung kann das System effektiv ausländische Eingriffe hemmen, aber auch die Ausrüstung selbst auf die Außenweltinterferenz reduzieren. In der tatsächlichen Anwendung des Systems aufgrund der Systemnetzversorgungsnull (Mittellinie) ist Masse (schützende Erdung, System Erdung) nicht unterteilt, das Kontrollsystemschutz ) der chaotischen Verbindung, die die Stabilität und Zuverlässigkeit des Systems erheblich verringert.
Für Wechselrichter ist die korrekte Erde des Hauptkreislaufterminals PE (E, G) ein wichtiges Mittel, um die Fähigkeit des Wechselrichters zu verbessern, Rauschen zu unterdrücken und Wechselrichterstörungen zu reduzieren, sodass es in praktischen Anwendungen sehr ernst genommen werden muss. Der Querschnittsbereich des Wechselrichters Erdungsleiter sollte im Allgemeinen mindestens 2,5 mm2 betragen und die Länge sollte innerhalb von 20 m gesteuert werden. Es wird empfohlen, dass die Erdung des Wechselrichters und anderer Kraftgeräte getrennt sind, nicht Gemeinsamkeiten sein kann.
5, die Verwendung von Reaktor
Im Eingangsstrom des Frequenzwandlers in den niedrigeren Harmonischen Komponenten mit niedrigerer Frequenz (5. Harmonische, 7. Harmonische, 11. Harmonische, 13. Harmonische usw.) machten ein sehr hoher Anteil von ihnen zusätzlich zu möglichen Störungen mit dem normalen Betrieb anderer Geräte aus , aber auch, weil sie eine große Menge an Blindleistung verbrauchen, so dass die Linie des Leistungsfaktors stark reduziert wird. Das Streben eines Reaktors innerhalb des Eingangskreises ist eine effektive Möglichkeit, um niedrigere harmonische Ströme zu unterdrücken. Abhängig von der Kabelposition gibt es zwei Haupttypen:
(1) Reaktor, der in Reihe zwischen der Netzteil und der Eingangsseite des Wechselrichters angeschlossen ist. Die Hauptfunktionen sind:
A. Erhöhen Sie den Leistungsfaktor auf (0. 75-0. 85), indem Sie den harmonischen Strom unterdrücken;
B. Schwächen Sie den Einschaltstrom im Eingangskreis zum Wechselrichter;
C, schwächen Sie den Einfluss des Ungleichgewichts der Stromversorgungsspannung.
(2) DC -Reaktor, der in Reihe zwischen dem Gleichrichterbrücke und dem Filterkondensator angeschlossen ist. Es hat eine einzige Funktion, die die hohen harmonischen Komponenten im Eingangsstrom schwächen soll. Es ist jedoch effektiver als AC -Reaktor bei der Verbesserung des Leistungsfaktors, der 0. 95 erreichen kann, und hat die Vorteile der einfachen Struktur und der geringen Größe.
6, rationale Verkabelung
Für das durch die Induktionsmethode verbreitete Interferenzsignal kann durch rationale Verkabelung geschwächt werden. Spezifische Methoden sind:
(1) Die Stromleitung und die Signallinie des Geräts sollten weit vom Eingangs- und Ausgangsleitungen des Wechselrichters entfernt sein.
(2) Andere Geräte -Stromleitungen und Signalleitungen sollten vermieden werden, und die Wechselrichtereingangs- und Ausgangsleitungen parallel.
Viertens die Schlussfolgerung
Durch die Analyse der Quellen und Ausbreitungswege der Interferenz im Prozess der Frequenzwandleranwendung wurden praktische Gegenmaßnahmen zur Lösung dieser Probleme vorgelegt. Mit der kontinuierlichen Anwendung neuer Technologien und neuer Theorien an Frequenzwandlern ist die Aufmerksamkeit auf die EMC -Anforderungen von Frequenzwandlern geworden Schlüssel zur Frequenzwandleranwendung und -Promotion. Es wird erwartet, dass diese im Frequenzwandler vorliegenden Probleme durch die Funktion und Kompensation des Frequenzwandlers selbst gelöst werden. Die industrielle Website und das soziale Umfeld der Frequenzwandleranforderungen verbessern sich weiter, um die tatsächlichen Bedürfnisse des realen "grünen" Frequenzwandlers zu erfüllen. Wir glauben, dass das EMC -Problem des Wechselrichters effektiv gelöst wird.