高压变频器操控器的电磁烦扰解析及按捺

2017-08-04 09:12分类：机械维修阅读：

由于电力电子技能活络翻开，使得高压变频器（HighVoltageVariableFrequencyDrives，简称HVVFD）在石油化工、电力、冶金等作业得到了大计划的运用，对高压电机设备的节能、调速体现了严峻效果。一同，这些运用场合又对高压变频器的牢靠性、安稳性提出了更高的恳求，这篇文章旨在从高压变频器的操控器有些剖析电磁烦扰（ElectromagneticInterference，简称EMI）的影响与处理办法。

高压变频器是交融了微操控器、大功率器材、磁性材料、传感器等强、弱电部件为一体的高档主动化系统，其操控系一同般由操控箱、PLC、接触屏及有关操控元器材构成，有的还有上位机及DSC系统，因而，电磁烦扰疑问也日趋凌乱，EMI能够使传动系统的基地———计算机操控系统的信号失调，一同能够损坏或下降别的，电子设备的作业功用，然后致使严峻效果。

1 操控系统构造和发作电磁烦扰的环节

主操控器的功用方框图如图1所示，构造为单元组合式，其间心为双DSP的CPU单元，经过总线与接口板和相控A、B、C板互通音讯。从接口儿模块DI、AI可承受操作指令、给定信号、电机电流与电压等。CPU板依据操作指令、给定信号及别的输入信号，计算出操控信息及情况信息。相控A、B、C板承受来自CPU板的操控信息，发作PWM操控信号，经电/光改换器，向功率单元发送操控光信号。来自功率单元的应对信号在相控A、B、C板中改换成电信号，予处理后送CPU板处理。情况信息可经过接口板和接口儿模板送出。

电磁烦扰一般包含三个环节，即电磁烦扰源、电磁烦扰传递路径（传导、辐射、耦合）及承受电磁烦扰的照料者。三个环节恰当凌乱，纷歧样的场合有纷歧样的体现。依据电磁感应、集肤效应、电磁振动与电磁波传达等根柢物理规矩可知，电磁物理量随时刻改动越快，越简略感生电磁烦扰；频率越高越简略发作辐射；电磁场强度与间隔平方成反比；一些活络度高的未屏蔽电路简略发作耦合等。

高压变频操控系统电磁烦扰按传达办法分为传导型烦扰和辐射型烦扰两大类。传导烦扰指电磁烦扰经过电源线路、接地线和信号线传抵达达方针所构成的烦扰；辐射烦扰指经过空间辐射传抵达活络器材的烦扰。操控系统中信号传输线和别的电气设备的电容性耦合、电理性耦合都是首要的烦扰源。

2 电磁兼容性剖析

操控系统经由多个单元组合而成，不或许完全避免电磁烦扰，因而有必要在操控器活络设备上选用抗烦扰办法。屏蔽、滤波、合理接地、合理计划等按捺烦扰的办法都是很有用的。依据电磁烦扰的三要素可选用以下操控办法，如屏蔽、接地、搭接、合理布线等，此外还能够选用逃避和引导的技能处理，如空间方位别离、滤波、吸收和旁路等，这些都是有阅历的工程技能人员常常选用的操控办法。处理电磁烦扰疑问，应当在悉数电气系计算划、布线、设备、调试时一同进行，而不能仅仅在调试期间才去着手处理。

2.1屏蔽

屏蔽一般分为两品种型，一类是静电屏蔽，首要用于避免静电场和安稳磁场的影响，静电屏蔽应具有完善的屏蔽体和超卓的接地，另一类是电磁屏蔽，首要用于避免交变电场、交变磁场以及交变电磁场的影响。电磁屏蔽不光恳求有超卓的接地，并且恳求屏蔽体具有超卓的导电接连性，对屏蔽体的导电性恳求比静电屏蔽高得多，运用屏蔽信号电缆的抗电磁烦扰原理如图2所示。

屏蔽电缆的屏蔽层假定接地欠好，则起不到屏蔽烦扰源的效果，反而会成为烦扰源（电缆的屏蔽层会吸收外在的电磁烦扰）。电缆的屏蔽层要单端接到接地端子PE上。

2.2接地

接地看似简略，却是很难把握和处理的疑问，由于至今没有构成系统的理论或模型，实习上，在一个场协作业效果极好的计划拿到另一场合就不必定适用。接本地案在很大程度上依托工程技能人员对“接地”概念的了解和实习作业阅历。

接地的办法许多，详细运用取决于系统的构造和功用。常用的办法有3种。

1）单点接地为许多在一同的电路供应公共电位参亮点，这么信号就能够在纷歧样的电路之间传输。该点常常以大地为参看。由于只存在一个参亮点，因而能够信赖没有地回路存在，因而也就没有烦扰疑问。

2）多点接地设备内电路都以机壳为参亮点，而各个设备的机壳又都以地为参亮点。这种接地构造能够供应较低的接地阻抗，由于多点接地时，每条地线能够很短，并且多根导线并联能够下降接地导体的总电感。在高频电路中有必要运用多点接地，并且恳求每根接地线的长度小于信号波长的1/200。

3）混合接地既包含了单点接地的特性，又包含了多点接地的特性。例如，系统内的电源需求单点接地，而射频信号又恳求多点接地，这时就能够选用混合接地。

依据接地恳求，接地又分以下几种。

1）安全接地运用沟通电的设备有必要经过黄绿色安全地线接地，不然当设备内的电源与机壳之间的绝缘电阻变小时，会致使电击损害。

2）电磁兼容接地出于电磁兼容计划而恳求的接地，包含：

（1）屏蔽接地为了避免电路之间由于寄生电容存在发作彼此烦扰、电路辐射电场或对外界电场活络，有必要进行必要的隔绝和屏蔽，这些隔绝和屏蔽的金属有必要接地。

（2）滤波器接地滤波器中一般都包含信号线或电源线到地的旁路电容，当滤波器不接地时，这些电容就处于悬浮情况，起不到旁路的效果。