浅析变频器对工控系统的干扰.pdf

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1、1522013年第7期浅析变频器对工控系统的干扰焦云波(大庆炼化公司机电仪厂黑龙江大庆163000)摘要:本文介绍了变频器产生的电磁干扰和谐波干扰对工控系统的影响,如何抑制和消除变频器的干扰,采取相应措施保证工控系统平稳运行。关键词:变频器工控系统电磁干扰谐波干扰(3)电源端要采用隔离变压器、电源滤波器以避免传导干一、引言扰。使用具有隔离层的隔离变压器,可以将绝大部分的传导干扰阻隔在隔离变压器之前,同时隔离变压器还兼有电源电压变换随着工控技术的发展,工控系统的应用随之日趋增多,工控的作用。系统的可靠性将直接影响到企业的安全生产和平稳运行。工控

2、(4)为了减少对电源污染,可配置输入滤波器或零序电感。系统安装在控制室或生产现场,由于变频器等电力电子装置的为使滤波器能够有效地发挥功效,在安装输入端滤波器时,尽量广泛使用,工控系统受到变频器系统的电磁干扰(EMI)越来越靠近变频器安装,并与变频器共基板使用。大,变频器系统的硬件损坏原因有很多,其中系统干扰就是一个(5)在变频器到电动机之间增加交流电抗器,可减少变频器直接因素,系统干扰即使对硬件没造成损坏,但也可能导致微处的输出线路产生的电磁辐射,进线电流的谐波畸变率大约降低理器的系统程序运行失控,导致控制失灵,可造成设备和生产事30%~50

3、%。电抗器必须靠近安装变频器,尽量缩短与变频器的引故。线距离。二、变频器引起的电磁干扰和谐波干扰三、工控系统抗干扰的方法1、变频器的电磁干扰和谐波干扰1、采用UPS电源抑制干扰利用变频器驱动电动机,节能效果很明显,因此在生产企业电影在在工控系统中的地位相当重要,工控系统中的电网中的应用越来越多,但是变频器特殊的工作方式势必会带来一干扰,来自各控制单元的供电电源及仪表供电电源等耦合,如:定干扰,并且干扰是一个不可忽视的问题。变送器供电电源和以及具有直接电气连接的仪表,采用UPS供变频器干扰主要有:一是变频器中普遍使用了晶闸管或者电,以提高供电电

4、源的安全可靠性。整流二极管等非线性整流器件,相对电网来说是非线性负载,它2、电缆选择及敷设产生的谐波对电网将产生传导干扰,引起电网电压畸变,影响电铜带铠装屏蔽电力电缆可以减少电磁干扰,尤其是减少动网的供电质量。二是变频器的输出部分一般采用的是IGBT等开力电缆辐射及变频器的输出电缆辐射,电缆可采用铜带铠装屏关器件,在输出能量的同时将在输出线上产生较强的电磁辐射蔽电力电缆。为了减少电磁干扰,不同类型的信号应分别由不同干扰。变频器输出侧PWM控制产生的输出电压和输出电流均有电缆传输,信号电缆应按传输信号种类分层铺设,严禁用同一电谐波,这是由于变频

5、器中的逆变部分是通过高速半导体开关元缆的不同导线同时传送动力电源和信号,信号电缆不宜与动力件来产生一定宽度和极性的PWM控制信号,这种具有陡变沿的电缆靠近平行敷设,如果动力电缆与信号电缆平行敷设,其间距脉冲信号会产生很强的电磁干扰。要大于40cm。2、变频器的电磁干扰和谐波干扰的危害3、利用软件增强抗干扰措施(1)谐波具有一定的作用,能够使电器元件损耗增加,使输由于电磁干扰复杂多样,要完全消除电磁干扰是不可能的。变电及用电设备的频率降低。谐波引起电动机附加发热,导致电在使用以单片机、DSP等为核心的控制系统中,可以利用软件增动机的额外温升,由

6、于输出波形失真,增加电动机的峰值电压,强抗干扰,因此在工控系统软件设计和组态时,还应在软件方面影响电动机的绝缘。进行抗干扰处理,进一步提高系统的可靠性,增强系统自身的抗(2)谐波可以通过电网传导到其它的用电器,影响了许多电干扰能力。常用的一些措施为:使用数字滤波和工频整形采样来气设备的正常运行,比如电流谐波将增加变压器的铜损,电压谐有效消除周期性干扰;定时校正参考点电位,并采用动态零点,波将增加变压器的铁损,综合使变压器温度上升,影响其绝缘能来有效防止电位漂移;采用信息冗余技术,设计相应的软件标志力,减少容量裕度。位;采用间接跳转,设置软件陷

7、阱等提高软件结构可靠性。(3)谐波或电磁辐射干扰会导致继电保护装置的误动作,使4、利用接地系统提高抗干扰措施电气仪表计量不准确。电流中含有的谐波会产生额外的转矩,改接地系统一般有两个作用:一是安全,二是抑制干扰。利用变继电器的动作特性,以致引起保护误动作。电能表等计量仪表接地系统可以增强工控系统抗电磁干扰和谐波干扰。会因谐波而造成感应转盘产生额外的电磁转矩,引起误差,降低系统接地方式有浮地方式、直接接地方式和电容接地三种精确度。方式。对工控系统而言,不同的控制单元应采用不同的接地方(4)电磁辐射干扰控制信号、检测信号等经过变频器输出式。例如P

8、LC,它属高速低电平控制装置,应采用直接接地方式。导线附近的弱电信号受到干扰,干扰达到一定程度时,可能导致集中布置的工控系统适于并联一点接地方式,各装置的柜体中系统

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