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這套解決方案減少EMI對系統(tǒng)的影響

發(fā)布時間:2018-03-13 責任編輯:xueqi

 變頻器在噪聲方面也會有兩種變化:通常由冷卻風扇產(chǎn)生的可聽見噪聲,以及來自變頻器在各個頻帶上產(chǎn)生的電磁噪聲。
 
電磁干擾的例子在生活中很常見,但在某些領域則會產(chǎn)生負面影響,甚至帶來嚴重的后果。面對噪音環(huán)境我們該怎么辦呢?快跟小丹一起漲知識啦~
 
為了減輕電磁干擾(EMI)帶來的負面影響,需每件設備都與其電磁環(huán)境兼容。這涉及在該環(huán)境中正常運行(免疫),而不是引入無法忍受的干擾(滿足排放要求)。其中主要挑戰(zhàn)的難點就在于這些干擾發(fā)生在各種不同的頻帶上。
 
 
涵蓋干擾的標準
 
變頻器中使用的經(jīng)典整流器會產(chǎn)生高達50次(2.5 kHz)的諧波。諧波會在電網(wǎng)中產(chǎn)生相關的問題,但變頻器的普及,這個頻段已經(jīng)被EN 61000-3-4和3-2等標準所覆蓋。
 
問:但從2到150 kHz沒有被標準覆蓋的中間范圍(稱為HF諧波)是怎么回事呢?
 
答:這是因為在過去十年之前,既沒有重要的排放源,也沒有相關的干擾問題。盡管如此,在安裝變頻器時還需考慮這個頻率范圍。
 
AFE,有源濾波器和太陽能逆變器由于其開關頻率,在2至150 kHz頻率范圍內(nèi)會產(chǎn)生失真,這會影響電力線通信或導致共振。若產(chǎn)生共振,即使在低HF諧波幅度下也會產(chǎn)生明顯的熱量和干擾。修改開關頻率會成為解決方案的關鍵所在。
 
IEC 61800-3標準適當?shù)睾w了150 kHz至30 MHz范圍內(nèi)的干擾(稱為射頻干擾,RFI)。該標準區(qū)分了家庭/辦公室和工業(yè)環(huán)境。根據(jù)設備的使用環(huán)境、安裝人員的EMC技術知識以及設備的電壓/電流等級,設備可分為4類(C1至C4)。
 
各類別定義了不同的傳導和輻射發(fā)射水平。其中C1級具有最低發(fā)射水平,針對第一和第二環(huán)境(對于第一環(huán)境而言較低)定義了不同的抗擾度水平,包括對靜電放電、輸入電磁場輻射(無線電,移動通信)、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。
 
變頻器在這個頻率范圍內(nèi),由于PWM(脈寬調(diào)制),在變頻器和電機之間的輸出端會產(chǎn)生陡峭的脈沖。這些脈沖含有高頻成分,會引起電動機電纜的不良輻射,所以在變頻器中必須包含一個適當?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。
 
在安裝多臺變頻器時,它們的排放量會相加,并可能超過通用EMC標準(IEC 61000-6-3和IEC 61000-6-4)的限制。由于多個來源對系統(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。
 
強大的信號源可能會導致長距離的電磁干擾,電磁噪聲可以通過導體或電磁波傳輸,耦合可以是電流、電容、電感或電磁。面對減少EMI對系統(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~在安裝變頻器時始終遵循最佳EMC實踐規(guī)范,以避免安裝中的設備出現(xiàn)故障。
 
? 電機和控制接線使用屏蔽電纜
 
屏蔽的任務是“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。對于控制布線,使用帶有絞合導線的屏蔽電纜可以進一步提高衰減。
 
? 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成分產(chǎn)生高傳輸阻抗,屏蔽效果可能會降低多達90%。
 
? 盡可能分開路線
 
干擾效應隨著布線距離的增加而顯著下降:控制電纜,電機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線之間的電纜交叉,則應將其制成90°角。
 
采用單獨的中性點(N)和保護性接地(PE)導體的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使用低阻抗連接。在EMC方面,決定性的因素不是導體的橫截面,而是其表面積,因為高頻電流由于趨膚效應而在表面上流動。
 
? 安裝共模濾波器
 
通過安裝共模濾波器可以減少1 MHz以上的輻射,主要用于減少電機軸承的放電。
 
選擇合適的變頻器
 
選擇變頻器時,必須考慮電磁兼容性(EMC)、安裝位置和電機電纜長度。 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級變頻器可能適用于對EMC敏感位置,如醫(yī)院。
 
? C2級將成為所有其他公共電網(wǎng)安裝(住宅和商業(yè)區(qū)域)的標準,也可能用于某些工業(yè)領域。
 
? C3級將用于工業(yè)電網(wǎng)安裝。
 
變頻器型號可配置不同的RFI濾波器選項,以匹配位置和應用要求。對于變頻器型號和射頻干擾濾波器的具體選擇,屏蔽電纜的最大電機電纜長度必須考慮,以便不超過特定類別的IEC 61800-3發(fā)射限值。例如,VLT® AQUA Drive FC 202中的C1級RFI濾波器允許150米電纜用于C2傳導發(fā)射極限合規(guī)性,但是符合C1級的電纜最長是50米。
 
如果沒有進行正確的安裝步驟和濾波器級別的選擇,會對周圍的設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移除內(nèi)部EMC / RFI濾波器,但入EMC / RFI濾波器保護卻并不是那么簡單??紤]到安裝環(huán)境,選擇合適的濾波器級別將尤為關鍵喲~

“分享故事贏大獎”活動
 
電磁干擾環(huán)境,變頻器無所畏懼??赐晡恼潞髿g迎大家參加本期“分享故事贏大獎”活動。
 
(1)活動規(guī)則:在工作中,大家都會面對難以預測的相關環(huán)境因素,大家快來一同分享解決之道,講述你與變頻器的故事吧~小伙伴們快快留言,回復在微信號新聞推送評論區(qū)即可,在活動結束后,小丹會在精選留言中隨機選取三名的小伙伴,送出禮物~
 
(2)本期禮品:創(chuàng)意時尚不倒杯
 
 
PS:活動截止時間為3月14日中午12:00整?;顒咏Y束后,小丹會在后臺聯(lián)系中獎用戶,若中獎用戶48小時內(nèi)未再次回復小丹,即視為放棄領獎。本次為系列文章留言的收官活動,小伙伴們積極參與起來吧~我們將會在下周推文中公布獲獎名單。持續(xù)關注小丹,以免錯過領獎喲~
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