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這套解決方案減少EMI對(duì)系統(tǒng)的影響

發(fā)布時(shí)間:2018-03-13 責(zé)任編輯:xueqi

 變頻器在噪聲方面也會(huì)有兩種變化:通常由冷卻風(fēng)扇產(chǎn)生的可聽見噪聲,以及來(lái)自變頻器在各個(gè)頻帶上產(chǎn)生的電磁噪聲。
 
電磁干擾的例子在生活中很常見,但在某些領(lǐng)域則會(huì)產(chǎn)生負(fù)面影響,甚至帶來(lái)嚴(yán)重的后果。面對(duì)噪音環(huán)境我們?cè)撛趺崔k呢?快跟小丹一起漲知識(shí)啦~
 
為了減輕電磁干擾(EMI)帶來(lái)的負(fù)面影響,需每件設(shè)備都與其電磁環(huán)境兼容。這涉及在該環(huán)境中正常運(yùn)行(免疫),而不是引入無(wú)法忍受的干擾(滿足排放要求)。其中主要挑戰(zhàn)的難點(diǎn)就在于這些干擾發(fā)生在各種不同的頻帶上。
 
 
涵蓋干擾的標(biāo)準(zhǔn)
 
變頻器中使用的經(jīng)典整流器會(huì)產(chǎn)生高達(dá)50次(2.5 kHz)的諧波。諧波會(huì)在電網(wǎng)中產(chǎn)生相關(guān)的問題,但變頻器的普及,這個(gè)頻段已經(jīng)被EN 61000-3-4和3-2等標(biāo)準(zhǔn)所覆蓋。
 
問:但從2到150 kHz沒有被標(biāo)準(zhǔn)覆蓋的中間范圍(稱為HF諧波)是怎么回事呢?
 
答:這是因?yàn)樵谶^(guò)去十年之前,既沒有重要的排放源,也沒有相關(guān)的干擾問題。盡管如此,在安裝變頻器時(shí)還需考慮這個(gè)頻率范圍。
 
AFE,有源濾波器和太陽(yáng)能逆變器由于其開關(guān)頻率,在2至150 kHz頻率范圍內(nèi)會(huì)產(chǎn)生失真,這會(huì)影響電力線通信或?qū)е鹿舱瘛H舢a(chǎn)生共振,即使在低HF諧波幅度下也會(huì)產(chǎn)生明顯的熱量和干擾。修改開關(guān)頻率會(huì)成為解決方案的關(guān)鍵所在。
 
IEC 61800-3標(biāo)準(zhǔn)適當(dāng)?shù)睾w了150 kHz至30 MHz范圍內(nèi)的干擾(稱為射頻干擾,RFI)。該標(biāo)準(zhǔn)區(qū)分了家庭/辦公室和工業(yè)環(huán)境。根據(jù)設(shè)備的使用環(huán)境、安裝人員的EMC技術(shù)知識(shí)以及設(shè)備的電壓/電流等級(jí),設(shè)備可分為4類(C1至C4)。
 
各類別定義了不同的傳導(dǎo)和輻射發(fā)射水平。其中C1級(jí)具有最低發(fā)射水平,針對(duì)第一和第二環(huán)境(對(duì)于第一環(huán)境而言較低)定義了不同的抗擾度水平,包括對(duì)靜電放電、輸入電磁場(chǎng)輻射(無(wú)線電,移動(dòng)通信)、突發(fā)瞬態(tài)(接觸器/繼電器的切換)、浪涌瞬變(閃電)射頻共模。
 
變頻器在這個(gè)頻率范圍內(nèi),由于PWM(脈寬調(diào)制),在變頻器和電機(jī)之間的輸出端會(huì)產(chǎn)生陡峭的脈沖。這些脈沖含有高頻成分,會(huì)引起電動(dòng)機(jī)電纜的不良輻射,所以在變頻器中必須包含一個(gè)適當(dāng)?shù)腞FI濾波器,以滿足IEC 61800-3的輻射限制,并且還可以提高變頻器的抗干擾能力。
 
在安裝多臺(tái)變頻器時(shí),它們的排放量會(huì)相加,并可能超過(guò)通用EMC標(biāo)準(zhǔn)(IEC 61000-6-3和IEC 61000-6-4)的限制。由于多個(gè)來(lái)源對(duì)系統(tǒng)的影響,這些EMI問題在某些情況下可能很難被發(fā)現(xiàn),甚至更難以解決。
 
強(qiáng)大的信號(hào)源可能會(huì)導(dǎo)致長(zhǎng)距離的電磁干擾,電磁噪聲可以通過(guò)導(dǎo)體或電磁波傳輸,耦合可以是電流、電容、電感或電磁。面對(duì)減少EMI對(duì)系統(tǒng)的影響,還需要小丹給出更好的解決方案呢~
 
最佳解決方案
 
有難題,本文幫您解決~在安裝變頻器時(shí)始終遵循最佳EMC實(shí)踐規(guī)范,以避免安裝中的設(shè)備出現(xiàn)故障。
 
? 電機(jī)和控制接線使用屏蔽電纜
 
屏蔽的任務(wù)是“捕獲”高頻分量,并將其傳回干擾源,在這種情況下是變頻器。其中,編織銅屏蔽比銅線屏蔽要好得多。對(duì)于控制布線,使用帶有絞合導(dǎo)線的屏蔽電纜可以進(jìn)一步提高衰減。
 
? 使電纜兩端的屏蔽層接地
 
為此,需使用EMC電纜密封套。它們完全包圍屏蔽層并將其連接到大面積的地面,所有其他連接方法。
 
提示:若將屏蔽層編織成引線,并使用夾緊端子將其接地。這種連接形式為高頻信號(hào)成分產(chǎn)生高傳輸阻抗,屏蔽效果可能會(huì)降低多達(dá)90%。
 
? 盡可能分開路線
 
干擾效應(yīng)隨著布線距離的增加而顯著下降:控制電纜,電機(jī)電纜和電源電纜之間的最小間距為20厘米。如果不能避免電源線和信號(hào)線之間的電纜交叉,則應(yīng)將其制成90°角。
 
采用單獨(dú)的中性點(diǎn)(N)和保護(hù)性接地(PE)導(dǎo)體的TN-S電網(wǎng)分布在EMC方面要優(yōu)于TN-C電網(wǎng)。
 
? 做好安裝的接地
 
確保金屬表面接地時(shí)使用低阻抗連接。在EMC方面,決定性的因素不是導(dǎo)體的橫截面,而是其表面積,因?yàn)楦哳l電流由于趨膚效應(yīng)而在表面上流動(dòng)。
 
? 安裝共模濾波器
 
通過(guò)安裝共模濾波器可以減少1 MHz以上的輻射,主要用于減少電機(jī)軸承的放電。
 
選擇合適的變頻器
 
選擇變頻器時(shí),必須考慮電磁兼容性(EMC)、安裝位置和電機(jī)電纜長(zhǎng)度。 根據(jù)特定的IEC 61800-3類別,該位置將符合一定的發(fā)射水平。
 
? C1級(jí)變頻器可能適用于對(duì)EMC敏感位置,如醫(yī)院。
 
? C2級(jí)將成為所有其他公共電網(wǎng)安裝(住宅和商業(yè)區(qū)域)的標(biāo)準(zhǔn),也可能用于某些工業(yè)領(lǐng)域。
 
? C3級(jí)將用于工業(yè)電網(wǎng)安裝。
 
變頻器型號(hào)可配置不同的RFI濾波器選項(xiàng),以匹配位置和應(yīng)用要求。對(duì)于變頻器型號(hào)和射頻干擾濾波器的具體選擇,屏蔽電纜的最大電機(jī)電纜長(zhǎng)度必須考慮,以便不超過(guò)特定類別的IEC 61800-3發(fā)射限值。例如,VLT® AQUA Drive FC 202中的C1級(jí)RFI濾波器允許150米電纜用于C2傳導(dǎo)發(fā)射極限合規(guī)性,但是符合C1級(jí)的電纜最長(zhǎng)是50米。
 
如果沒有進(jìn)行正確的安裝步驟和濾波器級(jí)別的選擇,會(huì)對(duì)周圍的設(shè)備造成大量的干擾問題。大多數(shù)情況下,可以使用螺絲或移除跳線來(lái)移除內(nèi)部EMC / RFI濾波器,但入EMC / RFI濾波器保護(hù)卻并不是那么簡(jiǎn)單。考慮到安裝環(huán)境,選擇合適的濾波器級(jí)別將尤為關(guān)鍵喲~

“分享故事贏大獎(jiǎng)”活動(dòng)
 
電磁干擾環(huán)境,變頻器無(wú)所畏懼??赐晡恼潞髿g迎大家參加本期“分享故事贏大獎(jiǎng)”活動(dòng)。
 
(1)活動(dòng)規(guī)則:在工作中,大家都會(huì)面對(duì)難以預(yù)測(cè)的相關(guān)環(huán)境因素,大家快來(lái)一同分享解決之道,講述你與變頻器的故事吧~小伙伴們快快留言,回復(fù)在微信號(hào)新聞推送評(píng)論區(qū)即可,在活動(dòng)結(jié)束后,小丹會(huì)在精選留言中隨機(jī)選取三名的小伙伴,送出禮物~
 
(2)本期禮品:創(chuàng)意時(shí)尚不倒杯
 
 
PS:活動(dòng)截止時(shí)間為3月14日中午12:00整?;顒?dòng)結(jié)束后,小丹會(huì)在后臺(tái)聯(lián)系中獎(jiǎng)用戶,若中獎(jiǎng)用戶48小時(shí)內(nèi)未再次回復(fù)小丹,即視為放棄領(lǐng)獎(jiǎng)。本次為系列文章留言的收官活動(dòng),小伙伴們積極參與起來(lái)吧~我們將會(huì)在下周推文中公布獲獎(jiǎng)名單。持續(xù)關(guān)注小丹,以免錯(cuò)過(guò)領(lǐng)獎(jiǎng)喲~
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