電磁干擾的例子在生活中很常見,但在某些領(lǐng)域則會產(chǎn)生負(fù)面影響,甚至帶來嚴(yán)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(fù)面影響,需每件設(shè)備都與其電磁環(huán)境兼容。這涉及在該環(huán)境中正常運(yùn)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(diǎn)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(biāo)準(zhǔn)
變頻器中使用的經(jīng)典整流器會產(chǎn)生高達(dá)50次(2.5 kHz)的諧波。諧波會在電網(wǎng)中產(chǎn)生相關(guān)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(biāo)準(zhǔn)所覆蓋。
問:但從2到150 kHz沒有被標(biāo)準(zhǔn)覆蓋的中間范圍(稱為HF諧波)是怎么回事呢?
答:這是因?yàn)樵谶^去十年之前,既沒有重要的排放源,也沒有相關(guān)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(guān)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?qū)е鹿舱瘛H舢a(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(guān)頻率會成為解決方案的關(guān)鍵所在。
IEC 61800-3標(biāo)準(zhǔn)適當(dāng)?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(biāo)準(zhǔn)區(qū)分了家庭/辦公室和工業(yè)環(huán)境。根據(jù)設(shè)備的使用環(huán)境、安裝人員的EMC技術(shù)知識以及設(shè)備的電壓/電流等級,設(shè)備可分為4類(C1至C4)。
各類別定義了不同的傳導(dǎo)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(jī)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(jī)電纜的不良輻射,所以在變頻器中必須包含一個適當(dāng)?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(biāo)準(zhǔn)(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(qiáng)大的信號源可能會導(dǎo)致長距離的電磁干擾,電磁噪聲可以通過導(dǎo)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(shí)踐規(guī)范,以避免安裝中的設(shè)備出現(xiàn)故障。
? 電機(jī)和控制接線使用屏蔽電纜
屏蔽的任務(wù)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(dǎo)線的屏蔽電纜可以進(jìn)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(dá)90%。
? 盡可能分開路線
干擾效應(yīng)隨著布線距離的增加而顯著下降:控制電纜,電機(jī)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(yīng)將其制成90°角。
采用單獨(dú)的中性點(diǎn)(N)和保護(hù)性接地(PE)導(dǎo)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(dǎo)體的橫截面,而是其表面積,因?yàn)楦哳l電流由于趨膚效應(yīng)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(jī)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(jī)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(biāo)準(zhǔn),也可能用于某些工業(yè)領(lǐng)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(xiàng),以匹配位置和應(yīng)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(jī)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(dǎo)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(jìn)行正確的安裝步驟和濾波器級別的選擇,會對周圍的設(shè)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(hù)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(guān)鍵喲~
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