變頻器的接線規(guī)范--安徽天康集團(tuán)
在各種工廠和設(shè)備采用變頻調(diào)速時(shí),在變送器的電源側(cè)和電機(jī)側(cè)都會(huì)產(chǎn)生 諧波干擾,對(duì)供電電網(wǎng)和變頻器周圍的其他電氣設(shè)備要產(chǎn)生EMC干擾。另外為了確保變頻器長(zhǎng)期可靠的運(yùn)行,變頻器的接線是非常重要的。
什么是EMC?
EMC即是"電磁兼容性"。它是指電氣設(shè)備在電磁環(huán)境中良好的工作能力,并且不能產(chǎn)生在此環(huán)境中工作的其他設(shè)備所不能接受的電磁干擾。
噪聲發(fā)射和抗擾度
EMC決定于與電氣設(shè)備有關(guān)的兩個(gè)特性-噪聲發(fā)射和抗擾度。規(guī)定噪聲發(fā)射和抗擾度的極限值取決于電氣設(shè)備應(yīng)用時(shí)所處的環(huán)境。一般分為*類環(huán)境(民用環(huán)境)和第二類環(huán)境(工業(yè)環(huán)境)。民用環(huán)境即當(dāng)電氣設(shè)備接至公共電源系統(tǒng)時(shí)對(duì)噪聲發(fā)射具有嚴(yán)格規(guī)定,但可以要求有較低的抗擾度;相反,在工業(yè)環(huán)境中,對(duì)電氣備的抗擾度要求很高,但對(duì)噪聲發(fā)射要求卻較低。
如果電氣設(shè)備是系統(tǒng)的一個(gè)組成部分,它不要求一開始就滿足有關(guān)發(fā)射和抗擾度的任何要求,但是整個(gè)系統(tǒng)必須符合相關(guān)電磁兼容的要求。一般來(lái)說(shuō),電氣設(shè)備必須同時(shí)具有對(duì)高頻和低頻干擾的抑制能力。其中高頻干擾主要包括靜電放電(ESD)、脈沖干擾和發(fā)射性頻率的電磁場(chǎng)等;而低頻干擾主要是指電源電壓波動(dòng)、欠壓和頻率不穩(wěn)定等。
變頻器及其電磁兼容性
通常變頻器能夠運(yùn)行在一個(gè)可能存在著較高電磁干擾(EMI)工業(yè)環(huán)境中,此時(shí)即是噪聲發(fā)射源,可能又是噪聲接受器。
(1)變頻器作為噪聲發(fā)射源寄生電容Cp存在于電機(jī)電纜和電機(jī)內(nèi)部,因此變頻器的PWM輸出電壓波形的開關(guān)翼部通過(guò)寄生電容產(chǎn)生一個(gè)高頻脈沖噪聲電流Is,使變頻器成為一個(gè)噪聲源。 由于噪聲電流Is的源是變頻器,因此它一定要流回變頻器。圖中Ze為大地阻抗,Zn為動(dòng)力電纜與地之間的阻抗。噪聲電流流過(guò)此二阻抗所造成的電壓降將影響到同一電網(wǎng)上的其他設(shè)備,造成干擾。此外,變頻器的整流部分也會(huì)產(chǎn)生低頻諧波,導(dǎo)致電網(wǎng)電壓產(chǎn)生畸變。
如果高頻噪聲電流Is有一條正確的通道,則高頻噪聲是可以得到抑的。如果使用非屏蔽電機(jī)電纜,則高頻噪聲電流Is以一個(gè)不確定的路線流回變頻器,并在此回路中產(chǎn)生高頻分量壓降,影響其他設(shè)備。為使高頻噪聲電流Is能沿確定路線流回變頻器,需要采用屏蔽電機(jī)電纜。電纜屏蔽層必須連接到變頻器外殼和電機(jī)外殼上。當(dāng)高頻噪聲電流Is必須流回變頻器時(shí),屏蔽層形成一條zui有效的通道。
雖然,噪聲電流不會(huì)在ZE上出現(xiàn)壓降,但是在電源阻抗ZN上還會(huì)出壓降影響其他電氣設(shè)備。
為此,無(wú)線電干擾抑制濾波器應(yīng)安裝在變頻器的輸入端。這樣一來(lái)流會(huì)電源的噪聲電流會(huì)大大減少。
?。?)變頻器作為噪聲接受器將EMC影響減為zui小的措施
西門子公司所有變頻器設(shè)計(jì)為運(yùn)行在一個(gè)可能存在著較高的電磁干擾(EMI)工業(yè)環(huán)境中。通常,好的安裝經(jīng)驗(yàn)可以確保變頻器安全和無(wú)故運(yùn)行。然而,如果遇到問(wèn)題,請(qǐng)參考以下的建議及相關(guān)措施。
(1)確保傳動(dòng)柜中的所有設(shè)備接地良好,使用短和粗的接地線連接到公共接地點(diǎn)或接地母排上。特別重要的是,連接到變頻器的任何控制設(shè)備(比如一臺(tái)PLC)要與其共地,同樣也要使用短和粗的導(dǎo)線接地。采用扁平導(dǎo)體(例如金屬網(wǎng))因其在高頻時(shí)阻抗較低。電機(jī)電纜的地線應(yīng)直接連接到相應(yīng)變頻器的接地端(PE)。
(2)安裝變頻器時(shí),建議安裝板使用無(wú)漆鍍鋅鋼板,以確保變頻器的散熱器和安裝板之間有良好的電氣連接。
(3)為有效的抑制電磁波的輻射和傳導(dǎo),變頻器的電機(jī)電纜必須采用屏蔽電纜,屏蔽層的電導(dǎo)必須至少為每相導(dǎo)線芯的電導(dǎo)的1/10。
?。?)控制電纜使用屏蔽電纜。一般來(lái)說(shuō),控制電纜的屏蔽層應(yīng)直接在變頻器的內(nèi)部接地,另一側(cè)通過(guò)一個(gè)高頻小電容(例如3.3nF/3000V)接地。當(dāng)屏蔽層兩端的差模電壓不高和連接到同一地線上時(shí),也可以將屏蔽層的兩端直接接地。信號(hào)線和它的返回線絞合在一起,能減小感性耦合引起的干擾。絞合越靠近端子越好。模擬信號(hào)的傳輸線應(yīng)使用雙屏蔽的雙絞線。不同的模擬信號(hào)線應(yīng)該獨(dú)立走線,有各自的屏蔽層,以減少線間的耦合。不要把不同的模擬信號(hào)置于同一個(gè)公共返回線。低壓數(shù)字信號(hào)線使用雙屏蔽的雙絞線,也可以使用單屏蔽的雙絞線。 低壓數(shù)字信號(hào)線使用雙屏蔽的雙絞線,也可以使用單屏蔽的雙絞線。
模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)的傳輸電纜應(yīng)該分別屏蔽和走線。不要將24VDC和115/230VAC信號(hào)共用同一條電纜!
(5)布線
電機(jī)電纜應(yīng)獨(dú)立于其他電纜走線,其zui小距離為500mm。同時(shí)應(yīng)避免電機(jī)電纜與其他電纜長(zhǎng)距離平行走線,這樣才能減少變頻器輸出電壓快速變化而產(chǎn)生的電磁干擾。如果控制電纜和電源電纜交叉,應(yīng)盡可能使它們按90度角交叉。同時(shí)必須用合適的夾子將電機(jī)電纜和控制電纜的屏蔽層固定到安裝板上。
(6)如果變頻器運(yùn)行在一個(gè)對(duì)噪聲敏感的環(huán)境中,可以采用RFI濾波器 減小來(lái)自變頻器的傳導(dǎo)和輻射干擾。同時(shí)為達(dá)到*的效果,確保濾波器與安裝板之間應(yīng)有良好的接觸。
(7)進(jìn)線電抗器用于降低由變頻器產(chǎn)生的諧波,同時(shí)也可用于增加電源阻抗,并幫助吸收附近設(shè)備投入工作時(shí)產(chǎn)生的浪涌電壓和主電源的電壓尖峰。進(jìn)線電抗器串接在電源和變頻器功率輸入端之間。如果還使用了RFI濾波器,則進(jìn)線電抗器應(yīng)串接在RFI濾波器和變頻器之間。
確保傳導(dǎo)柜中的接觸器有滅弧功能,交流接觸器采用R-C抑制器,直流接觸器采用"飛輪"二極管,裝入繞組中。壓敏電阻抑制器也是很有效的。
在開關(guān)感性元件時(shí),產(chǎn)生的瞬變電壓有時(shí)可以高達(dá)4KV,頻率可達(dá)200MHZ 必須對(duì)通過(guò)變頻器上的繼電器控制的接觸器采取滅弧措施。
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