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蘇州中航長風數控科技有限公司

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蘇州中航長風線切割機床解析變頻器產生的干擾及預防
點擊次數:3160 更新時間:2011-09-05

蘇州中航長風線切割機床解析變頻器產生的干擾及預防

      目前,電火花數控線切割機()的應用越來越廣泛,其加工柔性好,精度高,生產效率高,具有很多的優(yōu)點。但由于技術越來越先進、復雜,對機床所用各零部件要求越來越高。本文就機床所用變頻器產生的干擾問題及解決方案做簡要闡述:
      采用變頻器驅動的電動機系統(tǒng)因其節(jié)能效果明顯、調節(jié)方便、維護簡單、網絡化等優(yōu)點而被越來越多的應用。但是,由于變頻器特殊的工作方式帶來的干擾越來越不容忽視。變頻器干擾主要有:一是變頻器中普遍使用了晶閘管或者整流二極管等非線性整流器件,其產生的諧波對電網將產生傳導干擾,引起電網電壓畸變(電壓畸變率用THDv表示,變頻器產生諧波引起的THDv在10~40%左右),影響電網的供電質量;二是變頻器的輸出部分一般采用的是IGBT等開關器件,在輸出能量的同時將在輸出線上產生較強的電磁輻射干擾,影響周邊電器的正常工作。
一、諧波和電磁輻射對電網及其它系統(tǒng)的危害:
1.諧波使電網中的電器元件產生了附加的諧波損耗,降低了輸變電及用電設備的效率。
2.諧波可以通過電網傳導到其它的用電器,影響了許多電氣設備的正常運行,比如諧波會使變壓器產生機械振動,使其局部過熱,絕緣老化,壽命縮短,以至于損壞;還有傳導來的諧波會干擾電器設備內部軟件或硬件的正常運轉。
3.諧波會引起電網中局部的串聯(lián)或并聯(lián)諧振,從而使諧波放大。
4.諧波或電磁輻射干擾會導致繼電器保護裝置的誤動作,使電氣儀表計量不準確,甚至無法正常工作。
5.電磁輻射干擾使經過變頻器輸出導線附近的控制信號、檢測信號等弱電信號受到干擾,嚴重時使系統(tǒng)無法得到正確的檢測信號,或使控制系統(tǒng)紊亂。
一般來講,變頻器對電網容量大的系統(tǒng)影響不十分明顯,這也就是諧波不被大多數用戶重視的原因。但對系統(tǒng)容量小的系統(tǒng),諧波產生的干擾就不能忽視。
二、減少變頻器諧波對其它設備影響的方法
1.增加交流/直流電抗器
采用交流/直流電抗器后,進線電流的THDv大約降低30%~50%,是不加電抗器諧波電流的一半左右。
2.多相脈沖整流
在條件具備,或者要求產生的諧波限制在比較小的情況下,可以采用多相整流的方法。12相脈沖整流THDv大約為10%~15%,18相脈沖整流的THDv約為3%~8%,滿足EN61000-3-12和IEEE519-1992嚴格標準的要求。缺點是需要變壓器和整流器,不利于設備改造,價格較高。
3.無源濾波器
采用無源濾波器后,滿載時進線中的THDv可降至5%~10%,滿足EN61000-3-12和IEEE519-1992的要求,技術成熟,價格適中。適用于所有負載下的THDv<30%的情況。缺點是輕載時功率因數會降低。
4.輸出電抗器
也可以采用在變頻器到電動機之間增加交流電抗器的方法,主要目的是減少變頻器的輸出在能量傳輸過程中,線路產生的電磁輻射。該電抗器必須安裝在距離變頻器zui近的地方,盡量縮短與變頻器的引線距離。如果使用鎧裝電纜作為變頻器與電動機的連線時,可不使用這方法,但要做到電纜的鎧在變頻器和電動機端可靠接地,而且接地的鎧要原樣不動接地,不能扭成繩或辨,不能用其它導線延長,變頻器側要接在變頻器的地線端子上,再將變頻器接地。

三、減少或削弱變頻器諧波及電磁輻射對設備干擾的方法
上面介紹的方法是減少變頻器工作時對外設備的影響,但并不是消除了變頻器的對外干擾,如果想進一步提高其它設備對變頻器諧波和電磁輻射的免疫能力,尤其是在變頻器(品牌不同,產生的干擾程度可能不一樣)干擾較嚴重的場合中常用的方法通常有以下幾種:
1.使用隔離變壓器
使用隔離變壓器主要是應對來自于電源的傳導干擾。使用具有隔離層的隔離變壓器,可以將絕大部分的傳導干擾阻隔在隔離變壓器之前。同時還可以兼有電源電壓變換的作用。隔離變壓器常用于控制系統(tǒng)中的儀表、PLC,以及其它低壓小功率用電設備的抗傳導干擾。
2.使用濾波模塊或組件
目前市場中有很多專門用于抗傳導干擾的濾波器模塊或組件,這些濾波器具有較強的抗干擾能力,同時還具有防止用電器本身的干擾傳導給電源,有些還兼有尖峰電壓吸收功能,對各類用電設備有很多好處。
3.選用具有開關電源的儀表等低壓設備
一般開關電源的抗電源傳導干擾的能力都比較強,因為在開關電源的內部也都采用了濾波器。

本文粗淺看法只是一點體會,心得,經蘇州中航長風數控科技有限公司電火花線切割機床電火花穿孔機電火花成型機取斷絲錐機電解去毛刺友情整理編輯發(fā)布。

 
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