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变频器应用中EMC相关问题及解决方法
作者:兆富科技

 
电磁兼容是指电气设备在电磁干扰的环境中运行,不对电磁环境进行干扰而且能稳定实现其功能的能力。 由于电子设备都是由硬件和相应的应用软件、驱动软件、操作系统等软件系统组成,硬件电路的正常工作有时又需要软件的支持。
在硬件电路中,按照信号特性可分为:数字信号、模拟信号,而数字信号都是由逻辑电平‘0’和‘1’组成。而在一些特殊应用中,又出现了需要使用数字电路来模拟产生模拟信号的情况,如变频器在运行时就需要使用数字信号的开关模拟产生正弦信号。这时功率器件(如IGBT)的开关特性需要按照正弦波特征进行驱动,这就是使用数字信号产生模拟信号的典型应用。
由于数字信号的高速开关,在开启和关闭时均会产生各种谐波干扰,如3次、7次、15次谐波。在使用变频器时,由于变频器需要和其他电器设备同时运行和控制,所以在使用中变频器干扰其他设备的情况也时有发生。为了解决或降低变频器对其他电气设备的干扰,下面简述使用变频器时应采取的办法:
 
EMC标准介绍
 
根据国家标准GB/T12668.3的要求,变频器需要符合电磁干扰及抗电磁干扰两个方面的要求。
 
抗电磁干扰主要对变频器的传导抗扰度、辐射抗扰度、浪涌抗扰度、快速突变脉冲群抗扰度、ESD抗扰度及电源低频端抗扰度
    具体测试项目有: 
    1、输入电压暂降、中断和变化的抗扰性试验;
    2、换相缺口抗扰性试验;
    3、谐波输入抗扰性试验;
    4、输入频率变化试验;
    5、输入电压不平衡试验;
    6、输入电压波动试验
 
谐波的影响:
 
电源的高次谐波会对变频器或其他电器设备造成损坏,其他电气设备在工作时由于受到高次谐波的干扰和影响而导致设备内部的电路动作异常,如:不可控的开启或关闭某些功率器件而导致短路。所以在一些电网品质比较差的地方,建议加装交流输入电抗器。
 
电磁干扰及安装注意事项:
 
电磁干扰有两种,一种是周围环境的电磁噪声对变频器的干扰,另外一种干扰是变频器所产生的对周围设备的干扰。
1)变频器及其它电气产品的接地线应良好接地;
2)变频器的动力输入和输出电源线及弱电信号线(如:控制线路)尽量不要平行布置,有条件时垂直布置;
3)变频器的输出动力线建议使用屏蔽电缆,或使用钢管屏蔽动力线,且屏蔽层要可靠接地,对于受干扰设备的引线建议使用双绞屏蔽控制线,并将屏蔽层可靠接地;
4)对于电机电缆长度超过100m的,要求加装输出滤波器或电抗器。
 
周边电磁设备对变频器产生干扰的处理方法:
 
一般对变频器产生电磁影响的原因是在变频器附近安装有大量的继电器、接触器或电磁制动器。当变频器因此受到干扰而误动作时,建议采用以下办法尝试解决。
 
变频器对周边设备产生干扰的处理办法:
 
这部分的噪声分为两种:一种是变频器辐射干扰,而另一种则是变频器的传导干扰。这两种干扰使得周边电气设备受到电磁或者静电感应。进而使设备产生了误动作。
 
漏电流及处理:
 
使用变频器时漏电流有两种形式:一种是对地的漏电流;另一种是线与线之间的漏电流。
1)影响对地漏电流的因素及解决办法:
导线和大地间存在分布电容,分布电容越大,漏电流越大;有效减少变频器及电机间距离以减少分布电容。载波频率越大,漏电流越大。可降低载波频率来减少漏电流。但降低载波频率会导致电机噪声增加,请注意,加装电抗器也是解决漏电流的有效办法。漏电流会随回路电流增大而增大,所以电机功率大时,相应漏电流大。
2)引起线与线之间漏电流的因素及解决办法:
变频器输出布线之间存在分布电容,若通过线路的电流含高次谐波,则可能引起谐振而产生漏电流。此时若使用热继电器可能会使其误动作。
解决的办法是降低载波频率或加装输出电抗器。建议在使用变频器时电机前不加装热继电器,使用变频器的电子过流保护功能。
 
电源输入端加装EMC输入滤波器注意事项:
 
1)使用滤波器时请严格按照额定值使用;
    由于滤波器属于I类电器,滤波器金属外壳地应该大面积与安装柜金属地接触良好,且要求具有良好导电连续性,否则将有触电危险及严重影响EMC效果;通过EMC测试发现,滤波器地必须与变频器PE端地接到同一公共地上,否则将严重影响EMC效果。
2)滤波器尽量靠近变频器的电源输入端安装。
    滤波器接线应牢固可靠,确保接线接触良好,滤波器接线应确保阻抗足够低且线路较短。

 
 

【 2016-3-13 21:41:18 】 【 打印本稿 】 【 关闭窗口
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