通用变频器的电气干扰及抑制对策研究

通用变频器的电气干扰及抑制对策研究

(天津电气科学研究院有限公司天津)

摘要:现阶段,通用变频器在各种行业工程建设中有着非常广泛的运用,其作用是显而易见的。然而其工作过程中不仅受到外部电气设备的干扰,同时也会对许多外围电气设备产生影响。因此,对通用变频器的电气干扰及抑制对策进行深入研究具有重要的意义。本文就通用变频器的电气干扰及抑制对策进行深入的研究、探讨,以供参考。

关键词:通用变频器;电气干扰;抑制对策

1通用变频器概述

变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能控制装置。我们现在使用的变频器主要采用交—直—交方式(VVVF变频或矢量控制变频),先把工频交流电源通过整流器转换成直流电源,然后再把直流电源转换成频率、电压均可控制的交流电源以供给电动机。变频器的电路一般由整流、中间直流环节、逆变和控制4个部分组成。整流部分为三相桥式不可控整流器,逆变部分为IGBT三相桥式逆变器,且输出为PWM波形,中间直流环节为滤波、直流储能和缓冲无功功率。

在通用变频器广泛应用于人们的日常生活及各种工程设备中,它实现了电力电子器件的自动开通、关断以及模块化,事实上将高频化和全数字化控制手段运用于变流电路开关系统中能够使电源的频率变换装置朝着更加轻量化、智能化的方向发展。与此同时,借助一些新的技术还可以使产品的质量得到提升。其中比较先进的优化技术就是使用了完全现代化的全数字控制方式。而这类控制方式具有十分明显的优点,我们可以通过编程软件使对应产品的功能得到扩展。这能够在很大的程度上节约资源。现在通用变频器在人们日常的生活当中得到了迅速的普及应用。与一般的电源变频设备相比较而言,通用型的变频器有着自身独特的优点。并且通过大量的实践证明,其优势主要分为以下几点:

(1)通用版本的变频器能够调节的频率范围更宽,而且能耗较低,能适用于更广泛的场合。

(2)通用版本的变频器比普通的版本具备更加良好的控制精度,能够使电机的调速过程更加精准。

(3)陈旧版本在日常使用的过程中需要十分复杂且繁重的操作和维护工作,而通用版本具备十分良好的通用性,操作简单,维护工作容易,可以在更大限度的节约人力资源。

2影响通用变频器正常工作的因素分析

2.1非线性谐波造成的干扰

通用变频器的自带工作电路在进行启动停止的操作和运行的过程中经常会出现非线性谐波效应,向装置外部散射高次谐波。而这些高次谐波对周围的电路和电气设备情况都会造成一定的电磁干扰,影响正常工作的进行,会引起连接在电网中的各个负载组件电源测功率数下降的现象出现。在此基础上,这些组件还会产生物理性的干扰增强异步电机在工作中的噪音,对其正常工作的效率有所影响。最为严重的是异步电机在工作中的震动频率情况,使得通用变频器的机身温度升高,增加其维护频率,降低了其使用的寿命。

2.2电磁噪声造成的干扰

2.2.1辐射性电磁噪声的干扰

这种电磁噪声传播干扰主要是有变频器中的各种输入输出等线路产品,通过变频器周围电路进行噪声的传播的,干扰的范围是在变频器的周围电路,对其周围的各种电气设备造成严重的干扰。

2.2.2感应式电磁造成的干扰

这种感应式的噪声干扰形式能够产生的主要原因就是变频器外部的各种设备在进行与变频器连接的过程中,输入、输出线路处于不同回路,而产生的电磁感应,从而对输入、输出相邻的线路连接的设备造成的严重影响,使得电磁感应与静电感应在相互促进作用下造成更大的噪声干扰。

2.2.3电源传播造成的噪声干扰

这种干扰方式的源头主要的传播方式是:电磁噪声会顺着变频器同外界设备线路进行连接的过程中来进行传播。在其作用影响之下,其外界的设备输入的电流情况会因此而发生改变,导致外围设备工作环境的稳定性和准确性出现严重的问题。

2.3泄漏电流造成的噪声干扰

泄漏电流分为地漏电和线间漏电两种,地漏电产生的主要原因就是动力线和大地产生的漏电流而成,若是发生地漏电的情况,会对变频器中的断路器和继电器造成严重的损坏。而线间漏电是动力线间产生的漏电流,若是出现这种情况,继电器会失去识别的作用,对其正常工作造成严重的影响。

3通用变频器的电气干扰的抑制对策

3.1有效抑制外部设备实际对通用变频器形成的电气干扰

3.1.1在外围设备上科学安置抑制器

抑制外围设备电气干扰的方式很多,在外围的设备上科学安置相应的抑制器就是重要方式重要方式之一。通用变频器整体调速系统在实际运行中,变频器的输出控制端直接与直流继电器实现联接。直流继电器在实际运行的过程中会形成电磁噪声,电磁噪声直接会影响变频器的正常运行。实际应用中将电涌吸收二极管并接于直流继电器两端可以较好的减少电气干扰,对于保障通用变频器保持正常的运行状态具有重要作用。

3.2.2将相关抑制设备加装于通用变频器上

对于电气干扰的防治不能仅仅考虑外部设备,也要在通用变频器本身上采取有效的抑制措施。在通用变频器上加装有效的抑制装备,也可以较好的减轻外部设备所形成的电气干扰。实际应用中有很好的例子,如将滤波器实际安装于通用变频器的控制信号线上可以较为有效的减轻电磁噪声所形成的干扰。此外,将双绞屏蔽线安装于控制信号线上,对对绞合节距实施相关调整,让屏蔽层更好的实现接地,此种措施对于解决信号互相干扰的问题具有良好的效果。

3.2有效抑制通用变频器对外部设备形成的电气干扰

3.2.1感应噪声的抑制对策

在具体的应用环节中,感应噪声主要是指电磁噪声通过供电电源进行传播的这部分电磁噪声。最主要的包括电磁感应噪声以及静电感应噪声,感应噪声也和其他类型的噪声一样会对相关的外部设备造成运行过程中的危害。对于这类噪声所采取的抑制措施可以参照抑制辐射传播噪声的方法和措施,不同之处在于要根据具体特点把屏蔽线合理的替换为同轴电缆,通过这些方法和措施可以较好的抑制感应噪声的不良影响。

3.2.2电源传播造成的噪声干扰的抑制对策

电源传播噪声主要是指利用电源作为媒介进行扩散传播的电磁噪声类型,它的传播主要有电源线传播以及接地线传播两种传播方式。如果在使用通用变频器的同时外部设备也在运行作业,电源传播噪声通常会在这一过程中产生,随后它会通过电源线或接地线形成对外部设备正常运行的不良影响,抑制这一类型的电磁噪声也依然可以运用上述提到过的方法和对策。

3.2.3泄漏电流造成的噪声干扰的抑制对策

在某种情况下泄漏电流的现象会出现在通用变频器的输出动力线上,一般而言在动力线和大地之间也会存在一定的泄漏电流,其中分布电容情况以及载波频率都是影响泄漏电流大小的重要因素。在设备实际运行过程中的泄漏电流一般会以对地漏电流还有就是线间漏电流这样两种形式存在,通常情况下断路器以及继电器等相关有漏电流检测的外部设备受到地漏电流的影响较大;线间漏电流会对继电器和通用变频器的正常运行同时造成不良影响,导致期间和设备的寿命减小及设备稳定性降低。抑制这两种泄漏电流一方面是要最大限度降低相应的载波频率,这也是需用外部设备的重要原则之一。一般情况下通用变频器在实际应用电子热继电器时,特别要注意结合变频器的具体类型,适当缩短动力线的对应长度,借以控制动力线的范围。对于实际运行的通用变频器在实施对异步电动机的对应供电作业是,通常状况下会形成高次谐波,高次谐波不仅会对电源造成实质的影响,从而直接造成对外部设备的电气干扰,同时对通用变频器的运行造成影响,这种状况就有必要在直流环节科学、合理的安置直流电抗器,另外也可以采用将噪声抑制交流电抗器安装于通用变频器输入输出动力线上的方法和对策实现对高次谐波的有效抑制。

4结束语

综上所述,在通用变频器运行过程中,既会受到外围电气设备产生的电气干扰,同时也会对外围电气设备产生电气干扰,这严重影响了整套电气设备的可靠性。为了抑制通用变频器产生的电气干扰及受到的外部干扰,需要我们积极采取有效应对措施,预防电气干扰引发设备的误动作,提高电气设备的可靠性和使用效率。

参考文献:

[1]郭胜斌.变须器干扰产生原因及解决方法[J].新疆有色金属,2009.

[2]王淑静.变领器应用系统电磁干扰分析及其抑制[J].变频器世界,2011.

[3]张红启.变领器谐波危害分析及解决措施[J].当代化工,2010.

图3:需求侧管理平台业务功能架构

5结语

随着电力市场改革的逐步推进,作为重点改革的售电侧开放逐步成为社会关注的焦点,为开放需求侧响应提供了更好的实施环境,具有需求响应功能的需求侧管理技术也成为现代智慧园区与楼宇集群实现节能降耗、绿色安全的运行保障,同时,积极参与到电网需求响应中也能为园区与企业带来可观的经济利益,是未来区域性能源互联的发展方向。

参考文献:

[1]新电改背景下我国售电公司的购售电途径与经营模式探讨[J].胡晨,杜松怀,苏娟,童光毅,王梦真.电网技术.2016(11)

[2]售电侧放开环境下的电力市场压力测试分析[J].孔祥瑞,李鹏,严正,田春筝,王璟,宋依群,韩冬.电网技术.2016(11)

[3]国内外售电侧改革背景下的电力需求侧管理[J].陈政,王丽华,曾鸣,宋艺航.电力需求侧管理.2016(03)

[4]浅谈电能质量与电能差别定价[J].刘座铭,吕项羽,高长征.电气应用.2016(10)

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