1 引言
本文作者來自自動化集成工程一線。在近年的客服中經(jīng)常遇到變頻器的干擾問題,造成設備誤動作,使得工廠的生產(chǎn)線不能運行,而且這一類問題的原因查找起來也比較困難,經(jīng)過查閱有關(guān)資料,再結(jié)合工作中處理問題的一些經(jīng)驗來具體談一下變頻器干擾的來源,傳播方式以及一些針對實際應用中遇到干擾問題的不同情況的處理,希望不同于教科書的教條說教。
2 變頻器干擾分析
變頻器的干擾問題一般分為變頻器自身干擾;外界設備產(chǎn)生的電磁波對變頻器干擾;變頻器對其它弱電設備干擾3類情況。 變頻器本身就是一個干擾源,眾所周知, 變頻器由主回路和控制回路兩大部分組成,變頻器主回路主要由整流電路,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,當變頻器運行時,它要進行快速開關(guān)動作,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。,變頻器本身就是諧波干擾源,所以對電源側(cè)和輸出側(cè)的設備會產(chǎn)生影響。與主回路相比,變頻器的控制回路卻是小能量、弱信號回路,極易遭受其它裝置產(chǎn)生的干擾。因此,變頻器在安裝使用時,必須對控制回路采取抗干擾措施。
3變頻器干擾案例問題分析及其處理
3.1 怎樣來判定變頻器出現(xiàn)干擾問題
變頻器的干擾問題主要體現(xiàn)在電機的運行情況上。例如電機在運行過程中突然挺停機,電機運行時快時慢,運行速度不穩(wěn)定。電機停不下來,按鈕不起任何作用等等,這些都是變頻器受到干擾情況的體現(xiàn)。
3.2 第三種方式接地
干擾問題的一般處理方法是要保證良好的接地,接地端子的一般要求為:接地端子以“第三種方式”接地(單獨接地), 接地線愈短愈好, 而且必須接地良好; 控制回路線使用屏蔽線,而且屏蔽線遠端屏蔽層懸空,近端接地; 根據(jù)產(chǎn)品要求, 合理布線, 強電和弱電分離, 保持一定距離, 避免變頻器動力線與信號線平行布線, 應分散布線; 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; 采取防止電磁感應的屏蔽措施,甚至可將變頻器用金屬鐵箱屏蔽起來; 適當降低載波頻率; 若用通訊功能,RS485通訊線用雙絞線。下面,我將以在實際使用中針對不同的干擾情況做具體分析。
3.3 三相五線制供電
曾經(jīng)遇到過這樣一種情況,變頻器一直運轉(zhuǎn),按停止按鈕不起作用,經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)變頻器的地線只與變壓器的中性線相連接,而變壓器的中性線沒有連接到大地, 將變壓器的中性線接地后變頻器恢復正?!,F(xiàn)在的很多小型工廠里面一般不重視地線的連接。 機床出廠時,按照國家電工法規(guī)定的標準,地線與中性線是嚴格分開的,配電柜里中性線有專用接線端子,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,導致了變頻器因干擾失控電機停不下來。把配電柜里中性線和地線連接后即恢復正常,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, 啟動機床某一動作, 可能使機床帶電, 對人身造成安全危脅。這種干擾屬于變頻器本身干擾類型。
3.4外界設備對變頻器的干擾案例
(1)現(xiàn)象。電機偶爾停不下來,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。
(2)分析。安裝變頻器的配電柜與動力配電室相距太近,配電室配電柜有大電流流過,在電流周圍有較強磁場,干擾了變頻器正常工作,把配電柜遠離配電室后即恢復正常,這屬于外界設備對變頻器干擾。
3.5變頻器對外界設備的干擾案例
(1)現(xiàn)象。起動變頻器后,電機不動作。
(2)分析。變頻器由外部4-20ma給定運轉(zhuǎn)頻率,4-20MA的直流信號由變送器送入,看顯示板,頻率顯示為0.00。用電流表量測量變送器的輸出端,發(fā)現(xiàn)無輸出。在變送器的輸出端子并上一102電容后,再啟動,設備恢復正常,說明信號源受到干擾。在工程實踐中一個簡單的信號線并聯(lián)電容解決了大問題是經(jīng)常有效的實用方法。這屬于變頻器對外部設備的干擾。
4 結(jié)束語
隨著工業(yè)自動化的快速發(fā)展,變頻器的使用也越來越普遍,變頻器的干擾問題也將會遇到很多,許多終端用戶在遇到這一問題的時候往往不知道如何解決,希望本文能給他們提供一些幫助。
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