주파수 변환기와 같은 전력 전자 장치의 광범위한 사용으로 다양한 산업 제어 시스템에서 시스템의 전자기 간섭 (EMI)이 점점 심각 해지고 있으며, 해당 방지 방지 설계 기술 (즉, 전자기 호환성 EMC)이 점점 중요 해지고 있습니다. . 주파수 변환기 시스템 간섭은 때때로 시스템에 하드웨어 손상을 직접 발생시킬 수 있으며 때로는 시스템의 하드웨어를 손상시킬 수 없지만 종종 마이크로 프로세서 시스템 프로그램을 제어 불능으로 만들어 제어 장애를 일으켜 장비 및 생산 사고를 유발합니다. 따라서 시스템의 간섭 방지 능력 및 신뢰성을 향상시키는 방법은 자동화 장치의 개발 및 적용의 중요한 부분은 무시할 수 없으며 컴퓨터 제어 기술의 적용 및 홍보의 열쇠 중 하나입니다. 주파수 변환기의 간섭 방지 문제와 관련하여, 우선, 우리는 간섭 원, 전파 모드를 이해 한 다음 이러한 간섭에 대해 다른 조치를 취해야합니다.
먼저, 인버터 간섭의 원인
첫 번째는 외부 전력망의 간섭입니다. 주로 인버터 전원 공급원 간섭 인버터를 통해 그리드의 고조파 간섭. 다양한 정류기 장비, AC 및 DC 인터체인지 장비, 전자 전압 조정 장비, 비선형 하중 및 조명 장비와 같은 전력망에는 많은 수의 고조파 소스가 있습니다. 이 부하는 모두 그리드의 전압과 전류를 만들어 파형 왜곡을 생성하여 그리드의 다른 장비에 유해한 간섭을 생성합니다. 오염 된 AC 전원 그리드 간섭의 주파수 변환기 전원 공급 장치를 처리하지 않으면 그리드 전원 회로 간섭 주파수 변환기를 통해 그리드 노이즈가 발생합니다. 주파수 변환기에 대한 전원 공급 간섭은 (1) 과전압, 전압, 즉각적인 전원 손실 (2) 서지, 드롭 (3) 스파이크 전압 펄스 (4) 무선 주파수 간섭입니다.
1, 인버터 간섭의 사이리스터 컨버터 장비
전원 공급 장치 네트워크에 큰 용량의 사이리스터 컨버터 장비가있는 경우, 티리 스터는 항상 각 위상 반주기의 일부에서 항상 수행되기 때문에 네트워크 전압 노치를 쉽게 만들 수 있으며 파형이 심각하게 왜곡됩니다. 큰 역 반전 전압의 발생으로 인해 인버터의 입력 측면의 정류기 회로가 손상 될 수 있으며, 이는 입력 회로의 붕괴로 이어질 수 있습니다.
2, 인버터와의 전력 보상 커패시터 간섭
전력 장치의 전력 섹터에는 전력 장치의 전력 요소에는 특정 요구 사항이 있으며, 이러한 이유로 많은 사용자가 중앙 커패시터 보상 방법을 사용하여 전력 계수를 개선하고 있습니다. 보상 커패시터 입력 또는 컷 아웃의 과도 공정에서 네트워크 전압은 피크 값이 매우 높을 가능성이 높으며, 그 결과 주파수 변환기의 정류기 다이오드에 과도한 역전 전압 및 파괴가 적용될 수 있습니다.
둘째, 인버터 자체는 외부 간섭에 대한 것입니다. 인버터의 정류기 브리지는 그리드의 비선형 하중이며,이를 생성하는 고조파는 동일한 그리드의 다른 전자 및 전기 장비에 고조파 간섭을 생성합니다. 또한 주파수 변환기의 인버터는 주로 PWM 기술을 채택하며, 전환 모드에서 작업하고 고속 스위칭을 할 때 많은 결합 노이즈를 생성합니다. 따라서 인버터는 시스템의 다른 전자 및 전기 장비에 대한 전자기 간섭의 원천입니다.
인버터의 입력 및 출력 전류에는 많은 높은 고조파가 포함되어 있습니다. 전원 공급 장치의 반응성 전력 손실을 구성 할 수있는 낮은 고조파 외에도 매우 높은 주파수의 많은 고조파 구성 요소가 있습니다. 그들은 다양한 방식으로 에너지를 전파하여 인버터 자체 및 기타 장비에 간섭 신호를 형성합니다.
(1) 입력 전류 파형 인버터의 입력 측면은 다이오드 정류기 및 커패시터 필터 회로입니다. 전원 공급 장치의 라인 전압 UL이 커패시터 끝에서 DC 전압 UD보다 큰 경우에만 정류기 브리지에 충전 전류가 분명히 있습니다. 따라서, 충전 전류는 항상 불연속 충격파 형태로 공급 전압의 진폭 값 근처에 나타납니다. 높은 고조파 성분이 강합니다. 데이터는 입력 전류에서 5 번째 및 7 번째 고조파의 고조파 성분이 가장 크며, 이는 각각 50Hz 기본 파의 80% 및 70%임을 보여줍니다.
(2) 출력 전압 및 전류 파형 대부분의 인버터 인버터 브리지의 대다수는 SPWM 변조, 일련의 직사각형 파동의 정현파 분포에 따른 듀티 사이클의 출력 전압; 모터 고정자 권선의 유도 성질로 인해 고정자 전류는 정현파 파에 매우 가깝습니다. 그러나, 캐리어 주파수와 동일한 고조파 성분은 여전히 큽니다.
둘째, 간섭 신호의 전파
주파수 변환기는 더 큰 전력으로 인해 더 큰 전력 고조파를 생성 할 수 있습니다. 더 큰 전력, 시스템 간섭의 다른 장비는 강력하고, 간섭 경로와 일반적인 전자기 간섭 경로는 일관되며 주로 전도 (IE 회로 커플 링), 전자기 방사선, 유도 커플 링으로 나뉩니다. 구체적으로 : 우선, 전자기 방사선을 생산하기위한 주변 전자 및 전기 장비; 둘째, 직접 드라이브 모터는 전자기 소음을 생성하여 모터 철 및 구리 소비가 증가합니다. 및 시스템의 다른 장비로의 유통 네트워크를 통해 전원 공급 장치에 대한 전도 간섭; 그리고 마지막으로 인접한 다른 라인에 인버터를 인버터로 유도 된 커플 링, 간섭 전압 또는 전류의 유도를 생성합니다. 마찬가지로, 인버터의 정상 작동을 방해하기 위해 동일한 방식으로 시스템의 간섭 신호.
(1)회로 커플 링 방법, 즉 전원 공급 장치 네트워크 전파를 통한. 입력 전류가 비 시노 이드이므로 인버터의 용량이 커지면 네트워크 전압 왜곡을 만들어 다른 장비의 작업에 영향을 미치며 직접에 의해 생성 된 전도 간섭의 출력 측면이 모터 구리 손실, 철 손실이 크게 증가하여 모터의 작동 특성에 영향을 미쳤습니다. 분명히, 이것은 인버터 입력 전류 간섭 신호의 주요 전송입니다.
방송 모드.
(2) 유도 커플 링 인버터의 입력 회로 또는 출력 회로가 다른 장비의 회로에 가까울 때, 인버터의 높은 고조파 신호는 유도에 의해 다른 장비에 연결됩니다. 유도 방법에는 두 가지가 있습니다.
A, 전자기 유도 방식, 이는 전류 간섭 신호의 주요 방법입니다.
B, 정전기 유도 방식, 이는 전압 간섭 신호의 주요 방법입니다.
(3)공중 방사선, 즉 공기로의 전자기 방사선, 이는 고주파 고조파 성분의 주요 전파 모드입니다.
셋째, 주파수 제어 시스템 방지 대책 대책
전자기의 기본 원리에 따르면, 전자기 간섭 (EMI)의 형성에는 전자기 간섭 소스, 전자기 간섭 경로, 전자기 간섭 민감성 시스템의 세 가지 요소가 있어야합니다. 간섭을 방지하기 위해 하드웨어 방지 방지 및 소프트웨어 방지 방지를 사용할 수 있습니다. 그중에서도 하드웨어 방지 방지는 일반적으로 간섭을 억제하기위한 두 가지 측면의 저항 및 예방에서 가장 기본적이고 중요한 방지 측정 시스템의 적용입니다. 일반적인 원칙은 간섭의 원천을 억제하고 제거하는 것입니다. 시스템 결합 채널에 대한 간섭에서 시스템 간섭 신호의 감도를 줄입니다. 특정 조치는 엔지니어링 분리, 필터링, 차폐, 접지 및 기타 방법에 사용될 수 있습니다.
1, 소위 간섭 분리는 회로의 간섭 소스를 나타내고 분리의 간섭 부분에 취약하여 전기 연결이 발생하지 않도록합니다. 주파수 제어 구동 시스템에서, 일반적으로 분리 변압기를 사용하여 전원 라인의 전원 공급 장치와 앰프 회로 사이에서 간섭 전도를 피하기 위해 전원 공급 분리 변압기를 노이즈 절연 변압기에 적용 할 수 있습니다.
2, 시스템 라인에서 필터의 역할을 설정하는 것은 전원 라인 전도 간섭을 통해 모터의 전원 공급 장치에 대한 간섭 신호를 억제하는 것입니다. 전자기 노이즈 및 손실을 줄이기 위해 주파수 변환기의 출력 측면은 출력 필터를 설정할 수 있습니다. 전원 공급 장치 간섭을 줄이기 위해 주파수 변환기의 입력 측면을 입력 필터로 설정할 수 있습니다. 라인에 민감한 전자 장비가있는 경우 전원 간섭을 피하기 위해 전원 라인에 전원 공급 장치 노이즈 필터를 설정할 수 있습니다. 인버터의 입력 및 출력 회로에서 위의 하부 고조파 구성 요소 외에도 많은 고주파 고조파 전류가 있으며, 이는 다른 장비에 간섭 신호를 형성하기 위해 다양한 방식으로 에너지를 전파합니다. 필터는 고주파 고조파 성분을 감쇠시키는 데 사용되는 주요 수단입니다. 사용되는 위치에 따라 분류 할 수 있습니다.
(1) 입력 필터 일반적으로 두 가지 유형의 필터가 있습니다.
에이. 라인 필터는 주로 유도 코일로 구성됩니다. 고주파에서 라인의 임피던스를 증가시켜 고주파 고조파 전류를 감쇠시킵니다.
비. 방사선 필터는 주로 고주파 커패시터로 구성됩니다. 그것은 빛나는 에너지로 고주파수의 고조파 성분을 흡수합니다.
(2) 출력 필터도 유도 코일로 구성됩니다. 출력 전류에서 높은 고조파 성분을 효과적으로 약화시킬 수 있습니다. 그것은 반 인터뷰의 역할을 할뿐만 아니라 모터에서 높은 고조파 고조파 전류로 인한 추가 토크를 약화시킵니다. 주파수 컨버터의 출력에 대한 간섭 방지 측정의 경우 다음과 같은 측면에주의를 기울여야합니다.
에이. 커패시터는 인버터 튜브 전도 순간에 큰 피크 충전 (또는 배출) 전류를 생성하지 않도록 주파수 컨버터의 출력 측에 연결할 수 없으며, 이는 인버터 튜브를 손상시킬 수 있습니다.
비. 출력 필터가 LC 회로로 구성되면 필터의 액세스 커패시터의 측면을 모터 측면과 연결해야합니다.
3, 간섭 원을 보호하는 것이 간섭을 억제하는 가장 효과적인 방법입니다. 일반적으로 전자기 간섭의 누출을 방지하기 위해 주파수 변환기 자체; 출력 라인은 특히 외부 신호로 주파수 변환기를 제어 할 때 강관으로 가장 잘 차폐됩니다. 신호 라인은 가능한 한 짧아야하며 (일반적으로 20m 이내) 이중 코어 차폐를 사용한 신호 라인 및 메인 전력선 (AC380V) 및 제어 라인 (AC220V)은 동일한 배관 또는 라인 트로프에서 완전히 분리되어 있으며 전자적 민감한 장비 라인에도 방패도 필요하지 않습니다. 차폐를 효과적으로 만들려면 방패를 안정적으로 접지해야합니다.
4, 올바른 접지는 시스템이 외부 간섭을 효과적으로 억제 할 수 있지만 장비 자체를 외부 세계 간섭으로 줄일 수 있습니다. 시스템의 실제 적용에서 시스템 전원 공급 장치 제로 라인 (중앙 라인)으로 인해 접지 (보호 접지, 시스템 접지)가 나뉘 지 않으며 제어 시스템 차폐 접지 (제어 신호 차폐 접지 및 주 회로 도체가 보호 접지 혼란스러운 연결의) 시스템의 안정성과 신뢰성을 크게 줄입니다.
인버터의 경우, 주 회로 터미널 PE (E, G)의 올바른 접지는 소음을 억제하고 인버터 간섭을 줄이는 인버터의 능력을 향상시키는 중요한 수단이므로 실제 응용 분야에서는 매우 심각하게 받아 들여야합니다. 인버터 접지 도체의 단면적은 일반적으로 2.5mm2 이상이어야하며 길이는 20m 이내에 제어해야합니다. 인버터 및 기타 전력 장비 접지의 접지는 별도의 근거가 될 수없는 것이 좋습니다.
도 5, 반응기의 사용
하부 주파수 고조파 성분 (5 번째 고조파, 7 차 고조파, 11 차 고조파, 13 고조파 등)의 주파수 변환기의 입력 전류에서 다른 장비의 정상적인 작동과의 간섭과 함께 매우 높은 비율을 차지했습니다. 또한 많은 양의 반응성 전력을 소비하기 때문에 전력 계수의 선이 크게 줄어 듭니다. 입력 회로 내에서 반응기를 스트링하는 것은 낮은 고조파 전류를 억제하는 효과적인 방법입니다. 배선 위치에 따라 두 가지 주요 유형이 있습니다.
(1) 전원 공급 장치와 인버터의 입력 측 사이에 직렬로 연결된 반응기. 주요 기능은 다음과 같습니다.
에이. 고조파 전류를 억제하여 전력 계수를 (0. 75-0. 85)로 증가시킵니다.
비. 입력 회로에서 인버터에 대한 Inrush 전류를 약화 시키십시오.
C, 전원 공급 장치 전압 불균형의 영향을 약화시킵니다.
(2) 정류기 브리지와 필터 커패시터 사이의 직렬로 연결된 DC 반응기. 단일 함수가 있으며 입력 전류에서 높은 고조파 구성 요소를 약화시키는 것입니다. 그러나 0. 95에 도달 할 수있는 역률을 개선하는 데 AC 반응기보다 효과적이며 간단한 구조와 작은 크기의 장점이 있습니다.
6, 합리적 배선
유도 방법을 통해 전파 된 간섭 신호의 경우, 합리적인 배선을 통해 약화 될 수 있습니다. 특정 방법은 다음과 같습니다.
(1) 장비의 전원 라인 및 신호 라인은 인버터의 입력 및 출력 라인에서 멀리 떨어져 있어야합니다.
(2) 기타 장비 전원 라인 및 신호 라인을 피하고 인버터 입력 및 출력 라인을 평행해야합니다.
넷째, 결론
주파수 변환기 응용 프로그램 과정에서 소스 및 전파 경로의 분석을 통해 이러한 문제를 해결하기위한 실질적인 대책이 제시되었습니다. 주파수 변환기에 대한 새로운 기술과 새로운 이론을 지속적으로 적용함으로써 주파수 변환기의 EMC 요구 사항에 대한 관심은 주파수 변환기 속도 제어 드라이브 시스템의 설계 및 적용에 의해 직면 해야하는 문제가되었으며, 또한이 중 하나입니다. 주파수 변환기 응용 프로그램 및 프로모션 키. 주파수 변환기에 존재하는 이러한 문제는 주파수 변환기 자체의 기능 및 보상에 의해 해결 될 것으로 예상됩니다. 실제 "녹색"주파수 변환기의 실제 요구를 충족시키기 위해 산업 현장과 주파수 변환기 요구 사항의 사회적 환경이 계속 개선되고 있습니다. 우리는 인버터의 EMC 문제가 효과적으로 해결 될 것이라고 생각합니다.