请教变频器干扰其它设备怎么处理 点击:5569 | 回复:11



无心雨

    
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发表于:2007-05-25 23:30:00
楼主
请问我拉六台调速变频器,可是它们只要一开就会干扰我的电子液位显示仪表,我做拉良好地接,也加拉隔离电源。还用拉滤波器,可是还是不行,请问各位,还有没有什么高见。



皓月

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发表于:2007-05-25 23:39:00
1楼
变频柜是就近接地吗?

刘志斌

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发表于:2007-05-26 00:40:00
2楼

1、一定要加输入电抗器,避免对工频电源造成污染!
2、隔离变压器不起作用!

ytltkj

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发表于:2007-05-26 08:28:00
3楼
1、仪表线用屏蔽双绞线
2、变频器单独接地
3、仪表线不要与变频输出线并行,最好远离或交叉走线

工控学徒

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发表于:2007-05-26 09:11:00
4楼
把载波频率降下来试试

工控学徒

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发表于:2007-05-26 09:14:00
5楼
变频器控制回路的抗干扰措施
变频器由主回路和控制回路两大部分组成,由于主回路的非线性(进行开关动作),变频器本身就是谐波干扰源,所以对电源侧和输出侧的设备会产生影响。与主回路相比,变频器的控制回路却是小能量、弱信号回路,极易遭受其它装置产生的干扰,造成变频器无法工作。因此,变频器在安装使用时,必须对控制回路采取抗干扰措施。
  1.变频器的基本控制回路
  同外部进行信号交流的基本回路有模拟与数字两种:
  (1)4 ~ 20mA电流信号回路(模拟);1 ~ 5V / 0 ~ 5V电压信号回路(模拟)。
  (2)开关信号回路,变频器的开停指令、正反转指令等(数字)。
  外部控制指令信号通过上述基本回路导入变频器,同时干扰源也在其回路上产生干扰电势,以控制电缆为媒体入侵变频器。
  2.干扰的基本类型及抗干扰措施。
  (1)静电耦合干扰:指控制电缆与周围电气回路的静电容耦合,在电缆中产生的电势。
  措施:
  1 加大与干扰源电缆的距离,达到导体直径40倍以上是,干扰程度就不大明显。
  1 在两电缆间设置屏蔽导体,再将屏蔽导体接地。
  (2)静电感应干扰:指周围电气回路产生的磁通变化在电缆中感应出的电势。干扰的大小取决干扰源电缆产生的磁通大小,控制电缆形成的闭环面积和干扰源电缆与控制电缆间的相对角度。
  措施:
  1 一般将控制电缆与主回路电缆或其它动力电缆分离铺设,分离距离通常在30cm以上(最低为10cm),分离困难时,将控制电缆穿过铁管铺设。
  1 将控制导体绞合,绞合间距越小,铺设的路线越短,抗干扰效果越好。
  (3)电波干扰:指控制电缆成为天线,由外来电波在电缆中产生电势。
  措施:同(1)和(2)所述。必要时将变频器放入铁箱内进行电波屏蔽,屏蔽用的铁箱要接地。
  (4)接触不良干扰:指变频器控制电缆的电接点及继电器触电接触不良,电阻发生变化在电缆中产生的干扰。
  措施:
  1 对继电器触点接触不良,采用并联触点或镀金触点继电器或选用密封式继电器。
  1 对电缆连接点应定期做拧紧加固处理。
  (5)电源线传导干扰:指各种电气设备从同一电源系统获得供电时,由其它设备在电源系统直接产生电势。
  措施:变频器的控制电源由另外系统供电;在控制电源的输入侧装设线路滤波器;装设绝缘变压器,且屏蔽接地。
  (6)接地干扰:指机体接地和信号接地。对于弱电压电流回路及任何不合理的接地均可诱发的各种意想不到的干扰,比如设置两个以上接地点,接地处会产生电位差,产生干扰。
  措施:
  1 速度给定的控制电缆取1点接地,接地线不作为信号的通路使用。
  1 电缆的接地在变频器侧进行,使用专设的接地端子,不与其它接地端子共用。并尽量减少接地端子引接点的电阻,一般不大于100d。
  3.其它注意事项
  (1)装有变频器的控制柜,应尽量远离大容量变压器和电动机。其控制电缆线路也应避开这些漏磁通大的设备。
  (2)弱电压电流控制电缆不要接近易产生电弧的断路器和接触器。
  (3)控制电缆建议采用1.25mm2或2mm2屏蔽绞合绝缘电缆。
  (4)屏蔽电缆的屏蔽要连续到电缆导体同样长。电缆在端子箱中连接时,屏蔽端子要互相连接

工控学徒

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发表于:2007-05-26 09:15:00
6楼
[color=#FF0000]变频器应用中的干扰及其抑制[/color]
1  引言
    
    变频器调速技术是集自动控制、微电子、电力电子、通信等技术于一体的高科技技术。它以很好的调速、节能性能,在各行各业中获得了广泛的应用。由于其采用软启动,可以减少设备和电机的机械冲击,延长设备和电机的使用寿命。随着科学技术的高速发展,变频器以其具有节电、节能、可靠、高效的特性应用到了工业控制的各个领域中,如变频调速在供水、空调设备、过程控制、电梯、机床等方面的应用,保证了调节精度,减轻了工人的劳动强度,提高了经济效益,但随之也带来了一些干扰问题。现场的供电和用电设备会对变频器产生影响,变频器运行时产生的高次谐波也会干扰周围设备的运行。变频器产生的干扰主要有三种:对电子设备的干扰、对通信设备的干扰及对无线电等产生的干扰。对计算机和自动控制装置等电子设备产生的干扰主要是感应干扰;对通信设备和无线电等产生的干扰为放射干扰。如果变频器的干扰问题解决不好,不但系统无法可靠运行,还会影响其他电子、电气设备的正常工作。因此有必要对变频器应用系统中的干扰问题进行探讨,以促进其进一步的推广应用。下面主要讨论变频器的干扰及其抑制方法。 
    2 变频调速系统的主要电磁干扰源及途径

    2.1 主要电磁干扰源

    电磁干扰也称电磁骚扰 (EMI),是以外部噪声和无用信号在接收中所造成的电磁干扰,通常是通过电路传导和以场的形式传播的。变频器的整流桥对电网来说是非线性负载,它所产生的谐波会对同一电网的其他电子、电气设备产生谐波干扰。另外,变频器的逆变器大多采用PWM技术,当其工作于开关模式并作高速切换时,产生大量耦合性噪声。因此,变频器对系统内其他的电子、电气设备来说是一个电磁干扰源。另一方面,电网中的谐波干扰主要通过变频器的供电电源干扰变频器。电网中存在大量谐波源,如各种整流设备、交直流互换设备、电子电压调整设备、非线性负载及照明设备等。这些负荷都使电网中的电压、电流产生波形畸变,从而对电网中其他设备产生危害的干扰。变频器的供电电源受到来自被污染的交流电网的干扰后,若不加以处理,电网噪声就会通过电网电源电路干扰变频器。供电电源对变频器的干扰主要有过压、欠压、瞬时掉电;浪涌、跌落;尖峰电压脉冲;射频干扰。其次,共模干扰通过变频器的控制信号线也会干扰变频器的正常工作。

    2.2 电磁干扰的途径

    变频器能产生功率较大的谐波,对系统其他设备干扰性较强。其干扰途径与一般电磁干扰途径是一致的,主要分电磁辐射、传导、感应耦合。具体为:①对周围的电子、电气设备产生电磁辐射;②对直接驱动的电动机产生电磁噪声,使得电动机铁耗和铜耗增加,并传导干扰到电源,通过配电网络传导给系统其他设备;③变频器对相邻的其他线路产生感应耦合,感应出干扰电压或电流。同样,系统内的干扰信号通过相同的途径干扰变频器的正常工作。下面分别加以分析。

    (1)电磁辐射

    变频器如果不是处在一个全封闭的金属外壳内,它就可以通过空间向外辐射电磁波。其辐射场强取决于干扰源的电流强度、装置的等效辐射阻抗以及干扰源的发射频率。变频器的整流桥对电网来说是非线性负载,它所产生的谐波对接入同一电网的其它电子、电气设备产生谐波干扰。变频器的逆变桥大多采用PWM技术,当根据给定频率和幅值指令产生预期的和重复的开关模式时,其输出的电压和电流的功率谱是离散的,并且带有与开关频率相应的高次谐波群。高载波频率和场控开关器件的高速切换(dv/dt可达1kV/μs以上)所引起的辐射干扰问题相当突出。
当变频器的金属外壳带有缝隙或孔洞,则辐射强度与干扰信号的波长有关,当孔洞的大小与电磁波的波长接近时,会形成干扰辐射源向四周辐射。而辐射场中的金属物体还可能形成二次辐射。同样,变频器外部的辐射也会干扰变频器的正常工作。
  (2)传导

    上述的电磁干扰除了通过与其相连的导线向外部发射,也可以通过阻抗耦合或接地回路耦合将干扰带入其它电路。与辐射干扰相比,其传播的路程可以很远。比较典型的传播途径是:接自工业低压网络的变频器所产生的干扰信号将沿着配电变压器进入中压网络,并沿着其它的配电变压器最终又进入民用低压配电网络,使接自民用配电母线的电气设备成为远程的受害者。

    (3)感应耦合

    感应耦合是介于辐射与传导之间的第三条传播途径。当干扰源的频率较低时,干扰的电磁波辐射能力相当有限,而该干扰源又不直接与其它导体连接,但此时的电磁干扰能量可以通过变频器的输入、输出导线与其相邻的其他导线或导体产生感应耦合,在邻近导线或导体内感应出干扰电流或电压。感应耦合可以由导体间的电容耦合的形式出现,也可以由电感耦合的形式或电容、电感混合的形式出现,这与干扰源的频率以及与相邻导体的距离等因素有关。

    3 抗电磁干扰的措施

    据电磁性的基本原理,形成电磁干扰(EMI)须具备电磁干扰源、电磁干扰途径、对电磁干扰敏感的系统等三个要素。为防止干扰,可采用硬件和软件的抗干扰措施。其中,硬件抗干扰是最基本和最重要的抗干扰措施,一般从抗和防两方面入手来抑制干扰,其总原则是抑制和消除干扰源、切断干扰对系统的耦合通道、降低系统对干扰信号的敏感性。具体措施在工程上可采用隔离、滤波、屏蔽、接地等方法。

    (1)隔离

    所谓干扰的隔离是指从电路上把干扰源和易受干扰的部分隔离开来,使它们不发生电的联系。在变频调速传动系统中,通常是在电源和放大器电路之间的电源线上采用隔离变压器以免传导干扰,电源隔离变压器可应用噪声隔离变压器。

    (2)滤波

    设置滤波器的作用是为了抑制干扰信号从变频器通过电源线传导干扰到电源及电动机。为减少电磁噪声和损耗,在变频器输出侧可设置输出滤波器。为减少对电源的干扰,可在变频器输入侧设置输入滤波器。若线路中有敏感电子设备,可在电源线上设置电源噪声滤波器,以免传导干扰。

    (3)屏蔽

    屏蔽干扰源是抑制干扰的最有效的方法。通常变频器本身用铁壳屏蔽,不让其电磁干扰泄漏。输出线最好用钢管屏蔽,特别是以外部信号控制变频器时,要求信号线尽可能短(一般为20m以内),且信号线采用双芯屏蔽,并与主电路及控制回路完全分离,不能放于同一配管或线槽内,周围电子敏感设备线路也要求屏蔽。为使屏蔽有效,屏蔽罩必须可靠接地。

    (4)接地

    实践证明,接地往往是抑制噪声和防止干扰的重要手段。良好的接地方式可在很大程度上抑制内部噪声的耦合,防止外部干扰的侵入,提高系统的抗干扰能力。变频器的接地方式有多点接地、一点接地及经母线接地等几种形式,要根据具体情况采用,要注意不要因为接地不良而对设备产生干扰。
单点接地指在一个电路或装置中,只有一个物理点定义为接地点。在低频下的性能好;多点接地是指装置中的各个接地点都直接接到距它最近的接地点。在高频下的性能好;混合接地是根据信号频率和接地线长度,系统采用单点接地和多点接地共用的方式。变频器本身有专用接地端子PE端,从安全和降低噪声的需要出发,必须接地。既不能将地线接在电器设备的外壳上,也不能接在零线上。可用较粗的短线一端接到接地端子PE端,另一端与接地极相连,接地电阻取值<100Ω,接地线长度在20m以内,并注意合理选择接地极的位置。当系统的抗干扰能力要求较高时,为减少对电源的干扰,在电源输入端可加装电源滤波器。

为抑制变频器输入侧的谐波电流,改善功率因数,可在变频器输入端加装交流电抗器,选用与否可视电源变压器与变频器容量的匹配情况及电网允许的畸变程度而定,一般情况下采用为好。为改善变频器输出电流,减少电动机噪声,可在变频器输出端加装交流电抗器。图1为一般变频调速传动系统抗干扰所采取措施。 
   以上抗干扰措施可根据系统的抗干扰要求来合理选择使用。若系统中含控制单元如微机等,还须在软件上采取抗干扰措施。

    (5)正确安装

    由于变频器属于精密的功率电力电子产品,其现场安装工艺的好坏也影响着变频器的正常工作。正确的安装可以确保变频器安全和无故障运行。变频器对安装环境要求较高。一般变频器使用手册规定温度范围为最低温度-10℃,最高温度不超过50℃;变频器的安装海拔高度应小于1000m,超过此规定应降容使用;变频器不能安装在经常发生振动的地方,对振动冲击较大的场合,应采用加橡胶垫等防振措施;不能安装在电磁干扰源附近;不能安装在有灰尘、腐蚀性气体等空气污染的环境;不能安装在潮湿环境中,如潮湿管道下面,应尽量采用密封柜式结构,并且要确保变频器通风畅通,确保控制柜有足够的冷却风量,其典型的损耗数一般按变频器功率的3%来计算柜中允许的温升值。安装工艺要求如下:

    ① 确保控制柜中的所有设备接地良好,应该使用短、粗的接地线(最好采用扁平导体或金属网,因其在高频时阻抗较低)连接到公共地线上。按国家标准规定,其接地电阻应小于4欧姆。另外与变频器相连的控制设备(如PLC或PID控制仪)要与其共地。

    ②  安装布线时将电源线和控制电缆分开,例如使用独立的线槽等。如果控制电路连接线必须和电源电缆交叉,应成90°交叉布线。

    ③ 使用屏蔽导线或双绞线连接控制电路时,确保未屏蔽之处尽可能短,条件允许时应采用电缆套管。

    ④  确保控制柜中的接触器有灭弧功能,交流接触器采用R-C抑制器,也可采用压敏电阻抑制器,如果接触器是通过变频器的继电器控制的,这一点特别重要。 

    ⑤ 用屏蔽和铠装电缆作为电机接线时,要将屏蔽层双端接地。

    ⑥ 如果变频器运行在对噪声敏感的环境中,可以采用RFI滤波器减小来自变频器的传导和辐射干扰。为达到最优效果,滤波器与安装金属板之间应有良好的导电性。

    4 变频控制系统设计中应注意的其他问题

    除了前面讨论的几点以外,在变频器控制系统设计与应用中还要注意以下几个方面的问题。

    (1)在设备排列布置时,应该注意将变频器单独布置,尽量减少可能产生的电磁辐射干扰。在实际工程中,由于受到房屋面积的限制往往不可能有单独布置的位置,应尽量将容易受干扰的弱电控制设备与变频器分开,比如将动力配电柜放在变频器与控制设备之间。

    (2)变频器电源输入侧可采用容量适宜的空气开关作为短路保护,但切记不可频繁操作。由于变频器内部有大电容,其放电过程较为缓慢,频繁操作将造成过电压而损坏内部元件。

    (3)控制变频调速电机启/停通常由变频器自带的控制功能来实现,不要通过接触器实现启/停。否则,频繁的操作可能损坏内部元件。 

    (4)尽量减少变频器与控制系统不必要的连线,以避免传导干扰。除了控制系统与变频器之间必须的控制线外,其它如控制电源等应分开。由于控制系统及变频器均需要24V直流电源,而生产厂家为了节省一个直流电源,往往用一个直流电源分两路分别对两个系统供电,有时变频器会通过直流电源对控制系统产生传导干扰,所以在设计中或订货时要特别加以说明,要求用两个直流电源分别对两个系统供电。

    (5) 注意变频器对电网的干扰。变频器在运行时产生的高次谐波会对电网产生影响,使电网波型严重畸变,可能造成电网电压降很大、电网功率因数很低,大功率变频器应特别注意。解决的方法主要有采用无功自动补偿装置以调节功率因数,同时可以根据具体情况在变频器电源进线侧加电抗器以减少对电网产生的影响,而进线电抗器可以由变频器供应商配套提供,但在订货时要加以说明。
    (6)变频器柜内除本机专用的空气开关外,不宜安置其它操作性开关电器,以免开关噪声入侵变频器,造成误动作。

    (7)应注意限制最低转速。在低转速时,电机噪声增大,电机冷却能力下降,若负载转矩较大或满载,可能烧毁电机。确需低速运转的高负荷变频电机,应考虑加大额定功率,或增加辅助的强风冷却。

    (8)注意防止发生共振现象。由于定子电流中含有高次谐波成分,电机转矩中含有脉动分量,有可能造成电机的振动与机械振动产生共振,使设备出现故障。应在预先找到负载固有的共振频率后,利用变频器频率跳跃功能设置,躲开共振频率点。

    5 结束语

    以上通过对变频器运行过程中存在的干扰问题的分析,提出了解决这些问题的实际方法。随着新技术和新理论不断在变频器上的应用,变频器应用存在的这些问题有望通过变频器本身的功能和补偿来解决。

随着工业现场和社会环境对变频器的要求不断提高,满足实际需要的真正“绿色”变频器不久也会面世。


无心雨

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发表于:2007-05-26 12:32:00
7楼
 zhyo,先生,你好,谢谢你的指教,我想请教的是变频器干扰的液位仪表与变频器不是一个控制柜,用做拉两条不在一起的地线,一条是采用单点接地连接拉六台变频器,另一条接在滤波器地线和仪表的地线上,可是结果还是干扰,我想问一下,变频的地线用直径多大的合适,我在想我是不是变频器地线用小拉。

刘渊正

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发表于:2007-05-31 21:34:00
8楼
我看了您的描述,好像问题就在您接地上,还有个疑问就是您的滤波器用是什么结构的,哪家的?有时间给我电话我们电话沟通,希望能给您点意见。

刘渊正

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发表于:2007-05-31 21:40:00
9楼
 刘志斌:  引用   加为好友   发送留言   2007-5-26 0:40:00 
    
1、一定要加输入电抗器,避免对工频电源造成污染!
2、隔离变压器不起作用! 
 
我不太同意您的说法
第一电抗器只能多低次谐波,一般电抗对7次有些作用,也就说在350hz(7次)后电抗器本身就发生谐振了,频率再高电抗的抑制效果就会大大下降。我不过一般加了电抗器(都指输入电抗)后会把能量大的低次谐波压住,干扰会减少。高次谐波仍然可以通过隔离变压器耦合的二次端,这就是为什么楼顶同志说加了隔离还不管用,到现在这个程度只要在加一个滤波器就一切ok

王愈强

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发表于:2007-05-31 22:50:00
10楼
变频器与其他仪表信号线分开布线。

SUNYUAN

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发表于:2009-03-03 12:48:11
11楼
很简单,接一个变频器干扰信号处理隔离放大器,它是具有抗EMC干扰特性的模拟信号隔离放大器。有类似客户使用过,现场解决问题。
   顺源ISO系列抗EMC干扰的模拟信号隔离放大器,是一种将输入信号隔离放大、转换成按比例输出的直流信号混合集成电路。IC内部的输入信号干扰抑制滤波电路和输出干扰吸收电路,有较强的抗EMC电磁干扰和高频信号空间干扰功能。特别适用于现场有变频控制设备、大功率电磁起动、GPS高频信号无线收发装置的场合。产品广泛应用在电力、远程监控、仪器仪表、医疗设备、工业自控等需要电量隔离测控的行业。该IC在同一芯片上集成了一个磁电耦合DC/DC变换电源和一个模拟信号输出的隔离放大器。输入及输出侧宽爬电距离及内部隔离措施使该芯片可以实现信号输入/输出/辅助电源,3KVDC 三隔离。SUNYUAN ISO系列产品使用非常方便,只需少量外部元件,即可实现信号长线无失真传输。
★  精度等级:0.1级、0.2级、0.5级。
★  0-2.5V/0-5V/0-10V/1-5V等标准电压信号。0-1mA/ 0-10mA/0-20mA/4-20mA等标准电流信号输入,
   输出标准的隔离信号。
   输出电压信号:0-5V/0-10V/1-5V;输出电流信号:0-10mA/0-20mA/4-20mA,具有高带载能力。
★  全量程范围内极高的线性度(非线性度<0.2%)

产品特点:
● 有较强的抗EMC电磁干扰和高频信号空间干扰特性
● 低成本、小体积,SIP 12Pin符合UL94V-0标准阻燃封装
● 只需外接电位器即可调节零点和增益
● 电源、信号:输入/输出 3000VDC 三隔离
● 辅助电源:5VDC,12VDC,15VDC,24VDC等单电源供电
● 0-75mV/0-2.5V/0-5V/0-10V等电压信号,0-1mA /0-10mA/0-20mA/ 4-20mA等电流信号
  之间的相互隔离、放大及转换
● 工业级温度范围: -45 ~ +85 ℃

典型应用:
● 直流电流 / 电压信号的隔离、转换及放大
● 工业现场信号隔离及长线传输
● 模拟信号地线干扰抑制及数据隔离、采集
● 仪器仪表与传感器信号收发
● 非电量信号变送
● 信号远程无失真传输
● 电力监控、医疗设备隔离安全栅
● 传感器4-20mA等模拟信号一进二出、二进二出隔离信号的功能实现

详细技术资料:
http://www.sun-yuan.com/download/200922817281441750.pdf


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