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ABB变频器维修:分享变频器控制器的电磁干扰的原因及抑制
文章作者:wubaiyi 上传更新:2013-10-14

   变频器由PWM调制方式控制逆变器工作,逆变器开关通断产生的电压波形成为方波,其中含有大量的谐波,开关速度越高产生的干扰越大。在使用变频器时,安装输入电抗器,输出电抗器会抑制变频器的谐波干扰。变频器系统的干扰分为:

   传导干扰:主要通过电线,接地线传播,可以在变频器输入侧采用输入电抗器,EMC滤波器,接地电容等加以抑制。

   感应干扰:主要有电磁感应,静电感应的传播干扰,应将输入、输出线、信号线分离,将屏蔽层正确接地。

   辐射干扰:主要通过变频器的输出线以电磁波的方式发射出去产生干扰。

   变频器在工作中由于整流和逆变,会产生很多高频和低频的干扰电磁波,这些电磁波对系统控制器、PLC、触摸屏、数字仪表、传感器等有一定的干扰。也要定时对变频器维修检测,为了抑制变频器对其他弱电设备、仪表的干扰,所有的元器件均应可靠接地,各电气元件、仪器及仪表之间的连线应选用屏蔽控制电缆,且屏蔽层应接地,并采取输入、输出模拟量和开关量的滤波措施,必要时采用光电隔离的方法。

   1.系统中的动力线和控制信号线都采用屏蔽电缆。高压电机使用的高压电缆采用屏蔽电缆,可使噪声电流高频分量拥有部分抑制。屏蔽电缆是在非屏蔽普通导线的外面加上金属屏蔽层,利用金属屏蔽层的反射、吸收及集肤效应实现防止电磁干扰及电磁辐射的功能,屏蔽电缆综合利用了双绞线的平衡原理及屏蔽层的屏蔽作用,因而具有非常好的电磁兼容特性。控制器与功率单元部分采用光纤通信,以保证强电与弱电的有效隔离。

   2.整个系统**进行良好接地处理。高压部分的接地和控制部分的接地分开处理。变频器正确接地是提高控制系统灵敏度、抑制噪声能力的重要手段,变频器接地端子PE 的接地电阻越小越好,接地导线截面积应≥2 mm2。高压系统的接地**与控制设备接地点分开,防止信号串扰。信号输入线的屏蔽层应把就近的一端接至PE 上,另一端要悬空,否则会引起信号变化波动,使系统振荡不止。控制柜各设备应电气连通,可利用铜芯导线跨接。每台变频器的PE 端应连接形成等电位。控制部分的零电位单独连接到接地体。

   3.在变频器控制器的交流输入侧安装交流滤波器和隔离变压器,以提高输入电源质量,为保证控制器的不间断运行,防止电压跌落,可加装UPS。

   4.在变颇器控制回路和网络回路中设置滤波器可以抑制中低频电磁干扰,增设du/dt 滤波器或差模滤波器效果更好。

   5.控制电缆的布线应尽可能远离动力电缆(*小间隔20 cm),**使用单独的走线槽。如果使用同一走线槽,中间须加装隔离板,且隔板沿其长度**设有多个接地点。当控制电缆与动力电缆**交叉时,使相互交叉成90°角,可将电磁干扰降低到*小。

   6.PLC 与变频器之间加装光电隔离卡,防止高压变频器通过PLC 将电磁干扰传输到控制网络上。

   7.控制柜内的接触器、继电器等线圈上须使用抑制元件,如RC,二极管,压敏电阻。

   8.电缆的备用线两端接地以增加屏蔽效果。

   9。在DSP的I/O 口,电源线,电路板连接线等关键地方使用抗干扰元件,如磁珠、磁环、电源滤波器,屏蔽罩,可显著提高电路的抗干扰性能。


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作为一种无触点的半导体开关器件,其允许反复导通和关断的次数几乎是无限的,并且导通的控制也十分方便。这是一般的“通-断开关”所望尘莫及的,从而使实现异步电动机的变频调速取得了突破。但由于变频器的逆变电路是在直流电压下工作的,而SCR在直流电压下又不能自行关断,因此,要实现逆变,还**增加辅助器件和相应的电路来帮助它关断。所以,尽管当时的变频调速装置在个别领域(如风机和泵类负载)已经能够实用,但未能进入大范围的普及应用阶段。 ⑵门极关断(GTO)晶闸管 SCR在一段时间内,几乎是能够承受高电压和大电流的****半导体器件。因此,针对SCR的缺点,人们很自然地把努力方向引向了如何使晶闸管具有关断能力这一点上,并因此而开发出了门极关断晶闸管。 GTO晶闸管的基本结构和SCR类似,它的三个极也是:阳极(A)、阴极(K)和门极(G)。其图行符号也和SCR相似,只是在门极上加一短线,以示区别。 GTO晶闸管的基本电路和工作特点是: ①在门极G上加正电压或正脉冲(开关S和至位置1)GTO晶闸管即导通。其后,即使撤消控制信号(开关回到位置0),GTO晶闸管仍保持导通。可见,GTO晶闸管的导通过程和SCR的导通过程完全相同。