信號(hào)隔離器在變頻器諧波干擾防治實(shí)例
近年來(lái)由于調(diào)速和節(jié)能的需要越來(lái)越多的場(chǎng)合用到了變頻調(diào)速技術(shù)
輸出側(cè)產(chǎn)生諧波機(jī)理在逆變輸出回路中輸出電壓和電流均有諧波
何種PWM控制其輸出電壓波形為矩形波。其中諧波頻率的高低是與變頻器調(diào)制頻率有關(guān)調(diào)制頻率低(如1 2KHz)人耳聽(tīng)
得見(jiàn)高次諧波頻率產(chǎn)生的電磁噪聲(尖叫聲)
在
變頻器諧波干擾途徑還是與一般無(wú)線電干擾一樣分傳導(dǎo)和輻射在傳導(dǎo)的過(guò)程中與變頻器輸出線平行敷設(shè)的導(dǎo)線又會(huì)產(chǎn)生電磁
耦合形成感應(yīng)干擾變頻器輸出側(cè)諧波又會(huì)輻射對(duì)附近的無(wú)線電設(shè)備產(chǎn)生干擾其干擾途徑如圖1所示。
(1)變壓器
電流諧波將增加銅損
(2)電動(dòng)機(jī)
輸出諧波對(duì)電動(dòng)機(jī)的影響主要有引起電動(dòng)機(jī)附加發(fā)熱導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)的額外溫升電動(dòng)機(jī)往往要降額使用由于輸出波形失真增加電動(dòng)機(jī)的重復(fù)峰值電壓
(3)電力電容器組
一般電容器的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范規(guī)定其zui大電流只允許35的超載但實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)由于諧波的影響
(4)開(kāi)關(guān)設(shè)備
由于諧波電流的存在
(6)電力電子設(shè)備
在多種場(chǎng)合電子設(shè)備常會(huì)產(chǎn)生諧波的電流源
(7)其它還有如照明設(shè)備、通信設(shè)備
、電視及音響設(shè)備、電腦設(shè)備、載頻遙控設(shè)備等都容易受諧波的干擾而影響其正常的工作或
減少其使用壽命
。抑制諧波干擾的對(duì)策
諧波的傳播途徑是傳導(dǎo)和輻射解決傳導(dǎo)干擾主要是在電路中把傳導(dǎo)的高頻電流濾掉或者隔離解決輻射干擾就是對(duì)輻射源或被
干擾的線路進(jìn)行屏蔽
。具體的常用方法有:在變頻器輸入側(cè)的對(duì)策
(1)變頻系統(tǒng)的供電電源與其他設(shè)備的供電電源相互獨(dú)立或在變
頻器和其他用電設(shè)備的輸入側(cè)安裝隔離變壓器切斷諧波電流。
(2)設(shè)置交流電抗器
。(3)設(shè)置交流濾波器
。(4)整流器的多重化技術(shù)對(duì)于大容量晶閘管變頻器可以采取這種方法將電源側(cè)整流器分兩個(gè)在其輸入側(cè)裝設(shè)Yy-d或D,y-d
繞組聯(lián)結(jié)的變壓器利用多重化抑制流向電源側(cè)的高次諧波。因
為需要將整流器分開(kāi)所以在通用變頻器中不采用
。在變頻器輸出側(cè)的對(duì)策
防止輸出側(cè)諧波干擾的對(duì)策大致分為兩大類
*類屬傳統(tǒng)式即向降低雜訊大小入手
第二類屬于新嘗試其基本的觀念及作法是企圖將無(wú)意義的雜訊轉(zhuǎn)變?yōu)榭蛇x擇的咨詢
試驗(yàn)中證實(shí)了其有效性。其中*類方法可分為:
(1)采用高于人耳不能聽(tīng)到的開(kāi)關(guān)頻率高的電力電子器如MOSFET IGBT等
(2)在變頻器輸出端后加裝濾波器使送至電力設(shè)備前的電源波形為正弦波
(3)改善PWM調(diào)制方法降低諧波含量
(4)用閉環(huán)控制的方法如ADSM及DSMC來(lái)改善一般傳統(tǒng)PWM的諧波現(xiàn)象
。
另外在電動(dòng)機(jī)和變頻器之間的電纜應(yīng)穿鋼管敷設(shè)或用鎧裝電纜并與其它弱電信號(hào)在不同的電纜溝分別敷設(shè)避免輻射干擾
。
信號(hào)線采用屏蔽線且布線時(shí)與變頻器主回路控制線錯(cuò)開(kāi)一定距離(至少20cm以上)切斷輻射干擾。
變頻器使用接地線且用粗短線接地鄰近其他電器設(shè)備的地線必須與變頻器配線分開(kāi)使用短線
。這樣能有效抑制電流諧
波對(duì)鄰近設(shè)備的輻射干擾
。例1某變頻切換控制系統(tǒng)變頻器啟動(dòng)運(yùn)行正常而鄰近液位計(jì)讀數(shù)偏高一次表輸入4mA時(shí)液位顯示不是下限值液位未
到設(shè)定上限值時(shí)液位 卻顯示上限致使變頻器接收停機(jī)指令迫使變頻器停止運(yùn)行。 這顯然是變頻器的高次諧波干擾液位計(jì)干擾傳播途徑是液位計(jì)的電源回路或信號(hào)線
。解決辦法將液位計(jì)的供電電源取自另一供電變壓器諧波干擾減弱再將信號(hào)線穿入鋼管敷設(shè)并與變頻器主回路線隔開(kāi)一定距離經(jīng)這樣處理后諧波干擾基本抑制液位計(jì)工作恢復(fù)正常。
例2某變頻控制液位顯示系統(tǒng)液位計(jì)與變頻器在同一個(gè)柜體安裝變頻器工作正常而液位計(jì)顯示不準(zhǔn)且不穩(wěn)起初我們懷疑一次表、二次表
解決辦法 液位計(jì)信號(hào)線及其控制線與變頻器的控制線及主回路線分開(kāi)一定距離且柜體外信號(hào)線穿入鋼管敷設(shè)外殼良好接
地故障排除
。