变频器应用中产生干扰的原因及如何进行解决?
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以下内容中,小编将对变频器干扰的相关内容进行着重介绍和阐述,希望本文能帮您增进对变频器的了解,和小编一起来看看吧。
一、为什么变频器会产生干扰
首先,大家应该知道变频器是用来改变频率的。变频器包括整流电路和逆变电路,输入的交流电经过整流电路和平波回路,转换成直流电压,再通过逆变器把直流电压变换成不同宽度的脉冲电压(称为脉宽调制电压,PWM)。用这个PWM电压驱动电机,就可以起到调整电机力矩和速度的目的。
这种工作原理会导致以下三种电磁干扰:
1、谐波干扰
整流电路会产生谐波电流,这种谐波电流在供电系统的阻抗上产生电压降,导致电压波型发生畸变,这种畸变的电压对于许多仪表形成干扰,常见的电压畸变是正弦波的顶部变平。谐波电流一定时,电压畸变在弱电源的情况下更加严重,这种干扰的特征是会对使用同一个电网的设备形成干扰,而与设备与变频器之间的距离无关。
2、射频传导发射干扰
由于负载电压为脉冲状,因此变频器从电网吸取电流也是脉冲状,这种脉冲电流中包含了大量的高频成分,形成射频干扰,这种干扰的特征是会对使用同一个电网的仪表形成干扰,而与仪表与变频器之间的距离无关。
3、射频辐射干扰
射频辐射干扰来自变频器的输入电缆和输出电缆。变频器的输入输出电缆上有射频干扰电流时,由于电缆相当于天线,必然会产生电磁波辐射,产生辐射干扰。变频器输出电缆上传输的PWM电压,同样包含丰富的高频的成分,会产生电磁波辐射,形成辐射干扰。辐射干扰的特征是,当其他电子设备靠近变频器时,干扰现象变得严重。
二、如何解决变压器干扰问题
1.遵循基本安装规则
通常将谐波中1kHz以下的称为谐波,1MHz左右的称为电磁噪声。由于变频器输出电压中含有大量谐波分量,若U、V、W间接有电容,该电容将直接为谐波电流提供旁路回路,使变频器发生瞬时短路电流,功率器件受到冲击,或使电容器过热击穿,引起永久性短路,从而损坏变频器。因此安装时必须遵循安装规则,不能让U、V、W间接有电容。
2.安装适当的电抗器
在变频器输入侧与输出侧串联合适的电抗器,可以吸收谐波和增大电源或负载约阻抗,达到抑制谐波的目的,以减少传输过程中的电磁辐射。通过抑制谐波电流,也能将功率因数由原来的0.5-0.6提高至0.75 -0. 85。
3.使用无源滤波器或有源滤波器
使用无源滤波器,主要是改变在特殊频率下电源的阻抗,适用于稳定、不改变的系统。而使用有源滤波器主要是用于补偿非线性负载。LC滤波器是传统的无源谐波抑制装置,它由滤波电容器、电抗器和电阻器适当组合而成,与谐波源并联,除具有滤波作用外,还有无功补偿的作用。
4.加装无线电干扰抑制滤波器
噪声电流在阻抗上会产生电压降影响其他电气设备。为此,可以把无线电干扰抑制滤波器装在变频器电源输入端解决这一问题。
5.安装隔离变压器
在变频器和其他用电设备的输入侧安装隔离变压器,使供电电源与其他设备的供电电源相互独立,切断谐波电流。
6.增加变压器的容量,减少回路的阻抗
由于非线性负载引起的畸变电流在电缆的阻抗上产生一个畸变电压降,而合成的畸变电压波形加到与此同一线路上所接的其他负载,引起谐波电流在其上流过,因此减少谐波危害的措施也可采用增加变压器的容量、减少回路的阻抗等方式。目前,国内较多采用增大电缆截面积,特别是加大中性线电缆截面积,以及选用整定值较大的断路器、熔断器等保护元件等办法,但这些方式不能从根本上消除谐波,反而降低了保护特性与功能,又加大了投资,增加了供电系统的隐患。
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