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關(guān)于變頻器干擾的探討

1 引言
    隨著變頻器在各行各業(yè)的廣泛應(yīng)用,其調(diào)速范圍寬,精度高,節(jié)能效果好,系統(tǒng)穩(wěn)定可靠等一系列優(yōu)點(diǎn),給企業(yè)帶來了顯著經(jīng)濟(jì)效益,但也使人們深深體會(huì)到它帶來的干擾問題,嚴(yán)重時(shí)會(huì)使生產(chǎn)無法正常進(jìn)行,象這類變頻器干擾問題,原因查找起來比較困難,給人們帶來了不便,下面是我在實(shí)際應(yīng)用中的一點(diǎn)體會(huì),供大家探討。

    變頻器干擾問題一般分為三類:
    (1) 變頻器自身干擾;
    (2) 外界設(shè)備產(chǎn)生的電磁波對(duì)變頻器干擾;
    (3) 變頻器對(duì)其它弱電設(shè)備干擾。

    2 干擾形成的原因、主要表現(xiàn)及解決辦法
    2.1 干擾形成的原因
    變頻器主要由整流電路,逆變電路,控制電路組成,其中整流電路和逆變電路由電力電子器件組成,電力電子器件具有非線性特性,當(dāng)變頻器運(yùn)行時(shí),它要進(jìn)行快速開關(guān)動(dòng)作,因而產(chǎn)生高次諧波,這樣變頻器輸出波形除基波外還含有大量高次諧波。無論是哪一種干擾類型,高次諧波是變頻器產(chǎn)生干擾的主要原因。

    2.2 干擾的主要表現(xiàn)
    變頻器出現(xiàn)干擾的主要表現(xiàn)是:
    (1) 電機(jī)速度不穩(wěn), 時(shí)快時(shí)慢;
    (2) 電機(jī)有時(shí)自動(dòng)停機(jī);
    (3) 操作任何按鈕(包括變頻器上按鈕)電機(jī)都停不下來。

    2.3 解決干擾的辦法
    (1) 接地端子以“第三種方式”接地(單獨(dú)接地), 接地線愈短愈好, 而且必須接地良好;
    (2) 控制回路線使用屏蔽線,而且屏蔽線遠(yuǎn)端屏蔽層懸空,近端接地;
    (3) 根據(jù)產(chǎn)品要求, 合理布線, 強(qiáng)電和弱電分離, 保持一定距離, 避免變頻器動(dòng)力線與信號(hào)線平行布線, 應(yīng)分散布線;
    (4) 增加抗無線干擾濾波器,變頻器輸入和輸出抗干擾濾波器或電抗器;
    (5) 采取防止電磁感應(yīng)的屏蔽措施,甚至可將變頻器用金屬鐵箱屏蔽起來;
    (6) 適當(dāng)降低載波頻率;
    (7) 若用通訊功能,RS485通訊線用雙絞線。

    3 干擾源分析及抗干擾措施
    3.1 變頻器本身的干擾
    電機(jī)經(jīng)常停不下來,按任何按鈕(包括變頻器上按鈕)都不管用,經(jīng)查配電柜里接地地線沒有連接到大地。我們國(guó)家供電系統(tǒng)一般都是三相四線制,若工廠電力變壓器中性點(diǎn)直接接地(即電源接地形式為TN或TT),可以把配電柜里地線連接到中性線上。一些鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)不重視地線連接,機(jī)床出廠時(shí),按照GB/T5226.1-1996標(biāo)準(zhǔn),地線與中性線是嚴(yán)格分開的,配電柜里中性線有專用接線端子“N”,地線有專用接地螺釘。由于該用戶從變壓器過來三根相線和一根中性線,只把中性線接到“N”端子上,而地線沒有和中性線相連,雖說控制線使用了屏蔽線,屏蔽層也接到了接地螺釘,但沒有和大地相連, 起不到屏蔽作用,導(dǎo)致了變頻器因干擾失控電機(jī)停不下來。把配電柜里中性線和地線連接后即恢復(fù)正常,也可以把配電柜里地線直接接到大地。許多用戶都是采取把地線與中性線相連的辦法,但是采用這種辦法存在弊端,就是假如中性線斷開, 啟動(dòng)機(jī)床某一動(dòng)作, 可能使機(jī)床帶電, 對(duì)人身造成安全危脅。這種干擾屬于變頻器本身干擾類型。

    3.2 外界設(shè)備對(duì)變頻器的干擾
    電機(jī)偶爾停不下來,經(jīng)檢查屏蔽層接地正確良好,降低載波頻率不起作用。變頻器輸入側(cè)及輸出側(cè)加磁環(huán)濾波器不起作用,后來發(fā)現(xiàn),機(jī)床配電柜相鄰房間是動(dòng)力配電室,變頻器離配電室配電柜大約有1.5m,全廠有3臺(tái)30kW電爐和兩臺(tái)45kW機(jī)床用電機(jī),配電室配電柜有大電流流過,在電流周圍有較強(qiáng)磁場(chǎng),干擾了變頻器正常工作,把機(jī)床配電柜遠(yuǎn)離配電室后即恢復(fù)正常,這屬于外界設(shè)備對(duì)變頻器干擾。

    3.3 變頻器對(duì)外界設(shè)備的干擾
    起動(dòng)變頻器后,機(jī)床報(bào)警,經(jīng)查找,電機(jī)線和監(jiān)視電機(jī)的接近開關(guān)線穿在一根管里,接近開關(guān)接在PC機(jī)的輸入端,當(dāng)起動(dòng)變頻器后,高次諧波干擾了接近開關(guān)信號(hào),使PC機(jī)誤動(dòng)作,產(chǎn)生機(jī)床報(bào)警,把穿在同一根管里的接近開關(guān)線或電機(jī)線任何一種改為屏蔽線后即恢復(fù)正常,這屬于變頻器對(duì)外界弱電設(shè)備干擾。

    3.4 高次諧波對(duì)電源的干擾
    同一個(gè)車間有幾臺(tái)設(shè)備,有變頻調(diào)速的,有直流調(diào)速的,當(dāng)起動(dòng)變頻調(diào)速后,相鄰直流調(diào)速設(shè)備速度不穩(wěn),時(shí)快時(shí)慢,這是由于輸入側(cè)高次諧波引起的,在輸入側(cè)加電抗器后即恢復(fù)正常,這是屬于高次諧波對(duì)電源的影響。

    4 結(jié)束語
    隨著現(xiàn)代工業(yè)的快速發(fā)展,變頻器的使用越來越廣泛,但頻器干擾問題給我們的生產(chǎn)帶來了不便,為了使變頻器調(diào)速系統(tǒng)及周圍設(shè)備能穩(wěn)定可靠地工作,作為一名工程技術(shù)人員應(yīng)該在設(shè)計(jì)及施工時(shí)給予充分的考慮,希望本文能在這方面提供一些幫助。

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