变频器广泛应用于造纸、印刷、空调、电梯、机床等电气设备,具有节能、节能、可靠的特点,保证了调节精度,降低了劳动强度,提高了经济效益,但也带来了一些干扰问题。严重干扰可能导致控制电路损坏、微处理器失控等故障,造成设备和生产事故。
因此,在变频系统的设计和安装过程中,提高系统的抗干扰能力是变频控制系统稳定可靠运行的关键。工程技术人员应熟悉变频器干扰的类型、原因和对策,以确保设备的正常运行。
变频器供电电源的干扰主要包括:
(1)过压、欠压、瞬时断电
(2)浪涌、跌落
(3)尖峰电压脉冲
(4)射频干扰。
1、晶闸管换流设备对变频器的干扰
当供电网络中有大容量晶闸管换流设备时,由于晶闸管总是在每相半周期的一部分时间内导通,网络电压容易出现凹口,波形严重失真。由于反向回复电压较大,变频器输入侧的整流电路可能会损坏,导致输入电路被击穿和烧毁。
2、电力补偿电容对变频器的干扰
电力部门对用电单位的功率因数有一定的要求。因此,许多用户在变电站采用集中电容补偿的方法来提高功率因数。在补偿电容投入或切割的暂态过程中,网络电压可能出现高峰,导致变频器的整流二极管因反向电压过高而被击穿。
二是变频器本身对外部的干扰。变频器的整流桥是电网的非线性负载,产生的谐波干扰同一电网的其他电子和电气设备。此外,变频器的逆变器大多采用PWM技术,在开关模式下工作,高速切换时产生大量耦合噪声。因此,变频器是系统中其他电子和电气设备的电磁干扰源。
变频器的输入和输出电流中含有许多高次谐波成分。除了低次谐波外,还有许多高频谐波成分可以形成电源的无功损耗。它们将以各种方式传播能量,形成对变频器本身和其他设备的干扰信号。
(1)输入电流的波形变频器的输入侧为二极管整流和电容滤波电路。显然,只有当电源的线电压UL大于电容器两端的DC电压UD时,整流桥才有充电电流。因此,充电电流总是出现在电源电压的振幅值附近,呈不连续的冲击波形式。它具有很强的高次谐波成分。相关数据显示,输入电流中5次谐波和7次谐波的谐波分量较大,分别为50HZ基波的80%和70%。
(2)输出电压和电流的波形绝大多数变频器的逆变桥都是SPWM调制的,其输出电压是一系列矩形波,占空比按正弦规律分布;由于电机定子绕组的电感性质,定子的电流非常接近正弦波。然而,与载波频率相等的谐波重量仍然很大。