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風電設備中變頻器的三大干擾問題分析

知識百科

      變頻器的三大干擾問題分析 。
1、變頻器對微機控制板的干擾
在使用變頻器的控制系統中 ， 多采用微機或者PLC進行控制 ， 在系統設計或者改造過程中 ， 一定要注意變頻器對微機控制板的干擾問題 。 由于用戶自己設計的微機控制板一般工藝水平差 ， 不符合EMC國際標準 ， 在采用變頻器后 ， 產生的傳導和輻射干擾 ， 往往導致控制系統工作異常 ， 因此需要采取必要措施 。
(1)良好的接地 。 電機等強電控制系統的接地線必須通過接地匯流排可靠接地 ， 微機控制板的屏蔽地 ， 最好單獨接地 。 對于某些干擾嚴重的場合 ， 建議將傳感器、I/O接口屏蔽層與控制板的控制地相連 。
(2)給微機控制板輸入電源加裝EMI濾波器、共模電感、高頻磁環等 ， 成本低 。 可以有效抑制傳導干擾 。 另外在輻射干擾嚴重的場合 ， 如周圍存在GSM、或者小靈通機站時 ， 可以對微機控制板添加金屬網狀屏蔽罩進行屏蔽處理 。
(3)給變頻器輸入加裝EMI濾波器 ， 可以有效抑制變頻器對電網的傳導干擾 ， 加裝輸入交流和直流電抗器L1、L2 ， 可以提高功率因數 ， 減小諧波污染 ， 綜合效果好 。 在某些電機與變頻器之間距離超過100m的場合 ， 需要在變頻器側添加交流輸出電抗器L3 ， 解決因為輸出導線對地分布參數造成的漏電流保護和減少對外部的輻射干擾 。 一個行之有效的方法就是采用鋼管穿線或者屏蔽電纜的方法 ， 并將鋼管外殼或者電纜屏蔽層與大地可靠連接 。 請注意 ， 在不添加交流輸出電抗器L3時 ， 如果采用鋼管穿線或者屏蔽電纜的方法 ， 增大了輸出對地的分布電容 ， 容易出現過流 。 當然在實際中一般只采取其中的一種或者幾種方法 。
(4)對模擬傳感器檢測輸入和模擬控制信號進行電氣屏蔽和隔離 。 在變頻器組成的控制系統設計過程中 ， 建議盡量不要采用模擬控制 ， 特別是控制距離大于1M ， 跨控制柜安裝的情況下 。 因為變頻器一般都有多段速設定、開關頻率量輸入輸出 ， 可以滿足要求 。 如果非要用模擬量控制時 ， 建議一定采用屏蔽電纜 ， 并在傳感器側或者變頻器側實現遠端一點接地 。 如果干擾仍舊嚴重 ， 需要實現DC/DC隔離措施 。 可以采用標準的DC/DC模塊 ， 或者采用V/F轉換 ， 光藕隔離再采用頻率設定輸入的方法 。
2、變頻器本身抗干擾問題
當變頻器的供電系統附近 ， 存在高頻沖擊負載如電焊機、電鍍電源、電解電源或者采用滑環供電的場合 ， 變頻器本身容易因為干擾而出現保護 。 建議用戶采用如下措施:
(1)在變頻器輸入側添加電感和電容 ， 構成LC濾波網絡 。
(2)變頻器的電源線直接從變壓器側供電 。
(3)在條件許可的情況下 ， 可以采用單獨的變壓器 。
(4)在采用外部開關量控制端子控制時 ， 連接線路較長時 ， 建議采用屏蔽電纜 。 當控制線路與主回路電源均在地溝中埋設時 ， 除控制線必須采用屏蔽電纜外 ， 主電路線路必須采用鋼管屏蔽穿線 ， 減小彼此干擾 ， 防止變頻器的誤動作 。
(5)在采用外部模擬量控制端子控制時 ， 如果連接線路在1M以內 ， 采用屏蔽電纜連接 ， 并實施變頻器側一點接地即可;如果線路較長 ， 現場干擾嚴重的場合 ， 建議在變頻器側加裝DC/DC隔離模塊或者采用經過V/F轉換 ， 采用頻率指令給定模式進行控制 。
(6)在采用外部通信控制端子控制時 ， 建議采用屏蔽雙絞線 ， 并將變頻器側的屏蔽層接地(PE) ， 如果干擾非常嚴重 ， 建議將屏蔽層接控制電源地(GND) 。 對于RS232通信方式 ， 注意控制線路盡量不要超過15m ， 如果要加長 ， 必須隨之降低通信波特率 ， 在100m左右時 ， 能夠正常通信的波特率小于600bps 。 對于RS485通信 ， 還必須考慮終端匹配電阻等 。 對于采用現場總線的高速控制系統 ， 通信電纜必須采用專用電纜 ， 并采用多點接地的方式 ， 才能夠提高可靠性 。
3、電網質量問題
在高頻沖擊負載如電焊機、電鍍電源、電解電源等場合 ， 電壓經常出現閃變;在一個車間中 ， 有幾百臺變頻器等容性整流負載在工作時 ， 電網的諧波非常大 ， 對于電網質量有很嚴重的污染 ， 對設備本身也有相當的破壞作用 ， 輕則不能夠連續正常運行 ， 重則造成設備輸入回路的損壞 。 可以采取以下的措施:
(1)在高頻沖擊負載如電焊機、電鍍電源、電解電源等場合建議用戶增加無功靜補裝置 ， 提高電網功率因數和質量 。
(2)在變頻器比較集中的車間 ， 建議采用集中整流 ， 直流共母線供電方式 。 建議用戶采用12脈沖整流模式 。 優點是 ， 諧波小、節能 ， 特別適用于頻繁起制動、電動運行與發電運行同時進行的場合 。
(3)變頻器輸入側加裝無源LC濾波器 ， 減小輸入諧波 ， 提高功率因數 ， 成本較低 ， 可靠性高 ， 效果好 。
(4)變頻器輸入側加裝有源PFC裝置 ， 效果最好 ， 但成本較高 。