變頻調(diào)速系統(tǒng)抗電磁干擾及解決措施分析
眾所周知,近年工業(yè)的自動(dòng)化飛速提高。隨著工業(yè)自動(dòng)化的提速,人類的工業(yè)工具發(fā)生著明顯的變化。如變頻器的使用——一個(gè)對(duì)變頻技術(shù)與微電子技術(shù)結(jié)合的結(jié)晶產(chǎn)物。變頻器的加入使工業(yè)中出現(xiàn)一個(gè)新的系統(tǒng):變頻調(diào)速系統(tǒng)。新的科技給工業(yè)帶來新的可能,但同時(shí)帶來新的問題。在變頻調(diào)速系統(tǒng)的使用中,電磁干擾問題時(shí)刻影響著系統(tǒng)的正常工作。如何解決變頻調(diào)速系統(tǒng)中電磁干擾的問題,以下將對(duì)其分析。
科技發(fā)展迅速,使工業(yè)中使用的工具出現(xiàn)變革。變頻器的使用適應(yīng)了工業(yè)的發(fā)展,但變頻器帶來的相應(yīng)問題不能忽略。在變頻調(diào)速系統(tǒng)工作過程中,電磁干擾始終是避不開的問題。由于電磁干擾已經(jīng)嚴(yán)重影響到變頻調(diào)速系統(tǒng)的安全問題,所以,有必要對(duì)其進(jìn)行深究,以力圖解決此問題。
1.關(guān)于對(duì)變頻器的認(rèn)識(shí)
為什么變頻器的應(yīng)用越來越廣泛?這是因?yàn)樗鼉?yōu)越的性能。變頻器主要用來調(diào)速,但在調(diào)速過程中,卻可實(shí)現(xiàn)節(jié)能和保護(hù)的作用。變頻器通過改變電機(jī)工作電源的頻率實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的控制。變頻器的節(jié)能功能是有目共睹的。恰到好處的使用變頻器,為自然節(jié)約了資源,為工程節(jié)約了資金。變頻器的控制方式在歷史的舞臺(tái)上經(jīng)歷了四代的發(fā)展。第四代的控制方式顯然更加科學(xué):直接轉(zhuǎn)矩控制方式、矩陣式交——交控制方式、VVC控制方式…...第四代的控制方式也更廣泛的被工業(yè)應(yīng)用。在21世紀(jì)之前,中國(guó)在變頻器的制造上略顯平庸。但憑借國(guó)人的努力,21世紀(jì)后的今天,國(guó)產(chǎn)變頻器在市場(chǎng)上獨(dú)放異彩。
2.對(duì)變頻調(diào)速系統(tǒng)的概述
變頻調(diào)速系統(tǒng),是一種實(shí)用的調(diào)速手段。在理想情況下,它能夠做到效率高,性能完善。但變頻調(diào)速系統(tǒng)是通過改變電機(jī)電源頻率,實(shí)現(xiàn)速度的調(diào)節(jié)。這就注定變頻調(diào)節(jié)系統(tǒng)的外界環(huán)境不會(huì)完全理想。在現(xiàn)實(shí)生活中,對(duì)變頻調(diào)節(jié)系統(tǒng)穩(wěn)定性影響因素多種多樣。其中,電磁干擾對(duì)變頻調(diào)節(jié)系統(tǒng)的影響最為廣泛。
工作者隨身攜帶的移動(dòng)電話、工作空間中擺放的計(jì)算機(jī)、工作環(huán)境中出現(xiàn)的高壓輸電網(wǎng)絡(luò)等等,都會(huì)影響變頻器的“正常發(fā)揮”。這些電磁對(duì)變頻器的影響,不容小覷。變頻器的不穩(wěn)定,影響電機(jī)的正常運(yùn)行,威脅到工作空間的安全。使用科學(xué)的變頻器,是出于對(duì)工藝控制的嚴(yán)格要求。如果不能解決變頻器的干擾問題,就不得實(shí)現(xiàn)變頻器的真正功用。
變頻器的使用環(huán)境多種多樣。隨著使用環(huán)境的惡劣,變頻器面臨著更加嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。如何讓變頻器成功的完成挑戰(zhàn)?全靠它的抗電磁干擾能力。電磁如何干擾變頻器的工作,值得探究。
3.變頻調(diào)速系統(tǒng)中面臨的電磁干擾問題
電磁干擾又稱電子噪音。在電磁干擾存在的情況下,信號(hào)不能完好的進(jìn)行傳遞。在多年的生產(chǎn)生活過程中,我們深受電磁干擾的影響。電磁干擾從本質(zhì)上分為兩種,傳導(dǎo)干擾和輻射干擾。MP3等電子設(shè)備,在使用的過程中,對(duì)整個(gè)電網(wǎng)發(fā)送的電子干擾信號(hào),就是傳導(dǎo)干擾。兩臺(tái)電腦在同一房間,同時(shí)進(jìn)行工作,它們之間發(fā)生的信號(hào)干擾,叫做輻射干擾。大自然中,干擾源處處存在。雷雨等,是自然帶給人類的干擾源。這類干擾源對(duì)人們生產(chǎn)生活的影響是巨大的。人造衛(wèi)星躲不開,宇宙飛船也躲不開。電視、電機(jī)等人類生產(chǎn)出來的電子工具,稱為人為干擾源。人為干擾源在人們的生活中非常廣泛。小到照明燈具,大到輸電線路。可以說,人類無時(shí)無刻接受著各種各樣的電磁干擾。
人存在的地方,變頻器存在;人不存在的地方,變頻器可能也在。那變頻器的處境和人沒有太大區(qū)別。電磁干擾會(huì)對(duì)人的身體造成傷害,所以它勢(shì)必會(huì)給變頻器的運(yùn)行帶來麻煩。變頻器的工作環(huán)境往往比人的生活環(huán)境惡劣。變頻器的周圍往往是布滿大型高壓電子設(shè)備。電子設(shè)備的開關(guān),所形成的感應(yīng)電壓、電流,往往使變頻器不再穩(wěn)定。變頻器的穩(wěn)定性直接影響生產(chǎn)的效率,電磁干擾問題,必須解決。
4.解決變頻調(diào)速系統(tǒng)中的電磁干擾問題
電磁干擾時(shí)刻困擾著人類,但人類的智慧是無窮的,電磁干擾的問題遲早要解決。在人類同電磁干擾抗?fàn)幍倪^程中,總結(jié)了不少完美的經(jīng)驗(yàn)。如果這些經(jīng)驗(yàn)?zāi)軌蜃兿嗟倪\(yùn)用到變頻器上,肯定能加強(qiáng)變頻調(diào)速系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
4.1有效的抑制
如果能有效的抑制一部分電磁干擾的發(fā)生,于變頻器,是再好不過的了。
工作性質(zhì),決定變頻器的工作環(huán)境,這是無法改變的。變頻器的周圍,必是電子設(shè)備一片。各種電子設(shè)備電源的頻繁開關(guān),勢(shì)必對(duì)變頻器造成電磁干擾。開關(guān)電源中,輻射干擾相對(duì)比較難分析、控制,但傳導(dǎo)干擾就不那么難解決了。利用物理和數(shù)學(xué)知識(shí),完全可以將傳導(dǎo)干擾透析。傳導(dǎo)干擾的大問題是共模干擾。解決共模干擾首先要梳理電路元件,將必要的電路元件科學(xué)布置。在布置的過程中,注意防止寄生、粘合電容的發(fā)生。其次,盡量加大緩沖電路的使用規(guī)模。dvldt的變化率會(huì)直接影響常模干擾的強(qiáng)度。
人為可以控制的另一個(gè)變頻器電磁干擾的因素,是控制調(diào)制頻率。干擾的能量要比人們想象的集中。干擾的發(fā)生往往具體在開關(guān)頻率點(diǎn)上。對(duì)調(diào)節(jié)頻率的控制,就是對(duì)干擾的有效抑制。人們?cè)瓉聿捎玫碾S機(jī)頻率控制,經(jīng)科技的發(fā)展,已逐步退出歷史的舞臺(tái)?,F(xiàn)在,人們更多的使用調(diào)制頻率控制。調(diào)制頻率控制的具體做法很簡(jiǎn)單:調(diào)制主開關(guān)頻率,使主頻制造的噪音分散,有效降低干擾。
4.2強(qiáng)勁的消除
抑制能抑制的電磁干擾,只是人們?yōu)樽冾l器做的最基本努力。而對(duì)于變頻器的運(yùn)行,更大的阻力,是那些不能抑制的電磁干擾。所以,一定要盡全力將這些干擾根除。
根除電磁干擾之一——屏蔽。應(yīng)用原因:簡(jiǎn)單、直接、有效。綜合考慮各種因素,讓變頻器周圍應(yīng)布滿屏蔽裝置,最為合理。變頻器工作的電動(dòng)機(jī),相關(guān)電纜一律使用優(yōu)質(zhì)的屏蔽電纜,以根除電磁的干擾。模擬信號(hào)傳輸線應(yīng)更加注意:獨(dú)立走線是基礎(chǔ),使用雙絞線是關(guān)鍵。不讓模擬信號(hào)有任何機(jī)會(huì)出現(xiàn)問題。
根除電磁干擾之二——接地。應(yīng)用原因:易操作,好實(shí)現(xiàn)。讓本屬于變頻器的負(fù)擔(dān),棄置給大地,這是個(gè)不錯(cuò)的主意。所有的設(shè)備,與地面接觸良好,這是工作人員一定要做的。選擇短而粗的導(dǎo)線,使變頻器的控制設(shè)備同空間與大地連接,是這項(xiàng)工作的要點(diǎn)。電機(jī)的地線,是萬(wàn)萬(wàn)不能忽略的。應(yīng)將這根線嚴(yán)謹(jǐn)?shù)慕拥鼗蚪覲E。
根除電磁干擾之三——布線。如果說上面的兩項(xiàng)工作,考驗(yàn)的是工作人員的工作嚴(yán)謹(jǐn)度;那接下來的這項(xiàng)工作,就完全考驗(yàn)工作人員的專業(yè)素養(yǎng)了。不同的布線,出現(xiàn)不同的結(jié)果。這是必然的。抗干擾抗的再完全,不如遠(yuǎn)離干擾來的快。電動(dòng)機(jī)的走線基本遵循幾個(gè)規(guī)律:獨(dú)立走線、避免平行、交叉90°。讓電動(dòng)機(jī)與其他電纜分開,是對(duì)電動(dòng)機(jī)最好的保護(hù)。平行走線使變頻器得到的干擾擴(kuò)大,而90°的交叉則可使變頻器的干擾達(dá)到最小。所以,避免平行,交叉90°走線。
5.結(jié)束語(yǔ)
變頻調(diào)速系統(tǒng)抗電磁干擾的能力,就是變頻調(diào)速系統(tǒng)工作效率的保障。電磁干擾,隨時(shí)代的發(fā)展,將呈現(xiàn)出不同的形態(tài)。人們的眼睛要時(shí)刻盯住電磁干擾的發(fā)展方向,人們的步伐要永遠(yuǎn)跟上電磁干擾的腳步。電磁干擾出現(xiàn)新的發(fā)展動(dòng)態(tài),人們要及時(shí)作出回應(yīng),以增強(qiáng)變頻調(diào)速系統(tǒng)工作的穩(wěn)定性。對(duì)電磁干擾不放松,就是對(duì)變頻器工作的最大支持。根據(jù)現(xiàn)在的發(fā)展水平,變頻器的電磁干擾問題只能解決到這。但我相信,不久的將來,變頻器使用過程中的電磁干擾問題,將會(huì)進(jìn)一步被解決。