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这套解决方案减少EMI对系统的影响

发布时间:2018-03-13 责任编辑:xueqi

 变频器在噪声方面也会有两种变化:通常由冷却风扇产生的可听见噪声,以及来自变频器在各个频带上产生的电磁噪声。
 
电磁干扰的例子在生活中很常见,但在某些领域则会产生负面影响,甚至带来严重的后果。面对噪音环境我们该怎么办呢?快跟小丹一起涨知识啦~
 
为了减轻电磁干扰(EMI)带来的负面影响,需每件设备都与其电磁环境兼容。这涉及在该环境中正常运行(免疫),而不是引入无法忍受的干扰(满足排放要求)。其中主要挑战的难点就在于这些干扰发生在各种不同的频带上。
 
 
涵盖干扰的标准
 
变频器中使用的经典整流器会产生高达50次(2.5 kHz)的谐波。谐波会在电网中产生相关的问题,但变频器的普及,这个频段已经被EN 61000-3-4和3-2等标准所覆盖。
 
问:但从2到150 kHz没有被标准覆盖的中间范围(称为HF谐波)是怎么回事呢?
 
答:这是因为在过去十年之前,既没有重要的排放源,也没有相关的干扰问题。尽管如此,在安装变频器时还需考虑这个频率范围。
 
AFE,有源滤波器和太阳能逆变器由于其开关频率,在2至150 kHz频率范围内会产生失真,这会影响电力线通信或导致共振。若产生共振,即使在低HF谐波幅度下也会产生明显的热量和干扰。修改开关频率会成为解决方案的关键所在。
 
IEC 61800-3标准适当地涵盖了150 kHz至30 MHz范围内的干扰(称为射频干扰,RFI)。该标准区分了家庭/办公室和工业环境。根据设备的使用环境、安装人员的EMC技术知识以及设备的电压/电流等级,设备可分为4类(C1至C4)。
 
各类别定义了不同的传导和辐射发射水平。其中C1级具有最低发射水平,针对第一和第二环境(对于第一环境而言较低)定义了不同的抗扰度水平,包括对静电放电、输入电磁场辐射(无线电,移动通信)、突发瞬态(接触器/继电器的切换)、浪涌瞬变(闪电)射频共模。
 
变频器在这个频率范围内,由于PWM(脉宽调制),在变频器和电机之间的输出端会产生陡峭的脉冲。这些脉冲含有高频成分,会引起电动机电缆的不良辐射,所以在变频器中必须包含一个适当的RFI滤波器,以满足IEC 61800-3的辐射限制,并且还可以提高变频器的抗干扰能力。
 
在安装多台变频器时,它们的排放量会相加,并可能超过通用EMC标准(IEC 61000-6-3和IEC 61000-6-4)的限制。由于多个来源对系统的影响,这些EMI问题在某些情况下可能很难被发现,甚至更难以解决。
 
强大的信号源可能会导致长距离的电磁干扰,电磁噪声可以通过导体或电磁波传输,耦合可以是电流、电容、电感或电磁。面对减少EMI对系统的影响,还需要小丹给出更好的解决方案呢~
 
最佳解决方案
 
有难题,本文帮您解决~在安装变频器时始终遵循最佳EMC实践规范,以避免安装中的设备出现故障。
 
✔ 电机和控制接线使用屏蔽电缆
 
屏蔽的任务是“捕获”高频分量,并将其传回干扰源,在这种情况下是变频器。其中,编织铜屏蔽比铜线屏蔽要好得多。对于控制布线,使用带有绞合导线的屏蔽电缆可以进一步提高衰减。
 
✔ 使电缆两端的屏蔽层接地
 
为此,需使用EMC电缆密封套。它们完全包围屏蔽层并将其连接到大面积的地面,所有其他连接方法。
 
提示:若将屏蔽层编织成引线,并使用夹紧端子将其接地。这种连接形式为高频信号成分产生高传输阻抗,屏蔽效果可能会降低多达90%。
 
✔ 尽可能分开路线
 
干扰效应随着布线距离的增加而显著下降:控制电缆,电机电缆和电源电缆之间的最小间距为20厘米。如果不能避免电源线和信号线之间的电缆交叉,则应将其制成90°角。
 
采用单独的中性点(N)和保护性接地(PE)导体的TN-S电网分布在EMC方面要优于TN-C电网。
 
✔ 做好安装的接地
 
确保金属表面接地时使用低阻抗连接。在EMC方面,决定性的因素不是导体的横截面,而是其表面积,因为高频电流由于趋肤效应而在表面上流动。
 
✔ 安装共模滤波器
 
通过安装共模滤波器可以减少1 MHz以上的辐射,主要用于减少电机轴承的放电。
 
选择合适的变频器
 
选择变频器时,必须考虑电磁兼容性(EMC)、安装位置和电机电缆长度。 根据特定的IEC 61800-3类别,该位置将符合一定的发射水平。
 
▷ C1级变频器可能适用于对EMC敏感位置,如医院。
 
▷ C2级将成为所有其他公共电网安装(住宅和商业区域)的标准,也可能用于某些工业领域。
 
▷ C3级将用于工业电网安装。
 
变频器型号可配置不同的RFI滤波器选项,以匹配位置和应用要求。对于变频器型号和射频干扰滤波器的具体选择,屏蔽电缆的最大电机电缆长度必须考虑,以便不超过特定类别的IEC 61800-3发射限值。例如,VLT® AQUA Drive FC 202中的C1级RFI滤波器允许150米电缆用于C2传导发射极限合规性,但是符合C1级的电缆最长是50米。
 
如果没有进行正确的安装步骤和滤波器级别的选择,会对周围的设备造成大量的干扰问题。大多数情况下,可以使用螺丝或移除跳线来移除内部EMC / RFI滤波器,但入EMC / RFI滤波器保护却并不是那么简单。考虑到安装环境,选择合适的滤波器级别将尤为关键哟~

“分享故事赢大奖”活动
 
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