周波数変換器の電磁干渉を徹底分析

  インバータの電磁干渉は、ファクトリーオートメーションシステムの安定性と信頼性に深刻な影響を及ぼし、それは次のような側面に現れている：

        電源システムの汚染：インバータのDC-ACインバータの非線形等価負荷は、工場の電源システムを汚染し、電圧波形の歪みをもたらし、他の機器の正常な動作に影響を与える。

        測定および制御システムの不正確さと故障：インバータの電磁干渉により、測定・制御システムの正常な動作が妨げられ、その結果、測定データが不正確になったり、制御システムが故障したりする可能性がある。

        大型システムの安定性を損なう：インバータの電磁干渉は、オートメーションシステム全体の安定性を破壊する可能性があり、その結果、生産ラインの正常な運転に支障をきたし、さらには安全事故を引き起こす可能性がある。

        インバータの自己故障：深刻な電磁干渉のもとでは、インバータが自ら干渉を受け、「ブートストラップ」速度調節障害を引き起こす可能性がある。

四、周波数変換器の電磁干渉対策

        周波数変換器の電磁干渉の問題を解決するために、次のような干渉防止対策をとることができる：

        一点接地：インバータは1点接地とし、できれば短くて太いワイヤで接地する。サージ干渉を吸収するため、接地抵抗は100Ω以下とする。同時に、インバータのE端は制御盤のシェルとモータに接続し、安全なアースに接続する。

        干渉源を遮蔽する干渉源を遮蔽することは、干渉を抑制する有効な方法である。インバータ本体を鉄製シェルでシールドし、電磁波の漏洩を防ぐ。インバータの出力線は鉄パイプでシールドするのが最適で、特に外部信号でインバータを制御する場合は、制御信号線をできるだけ短くする必要があり、シールド付きツイストペアを使用し、主電源線や制御線と完全に分離する必要がある。また、システム内の電子敏感機器の回路にもシールド付きツイストペアケーブルが必要である。

        合理的な配線機器の電源線や信号線は、インバータの入出力線からできるだけ離してください。他の機器の電源線、信号線はインバータの入出力線と平行にしない。インバータを搭載した電気制御盤内では、電源ラインと信号ラインは配管や経路から分離し、金属ホースは十分に接地してください。

        フィルタを設置する：インバータの入力端と出力端にフィルタを設置することで、インバータから電源ラインを通じて電源やモータに流れる干渉信号を抑制することができる。入力フィルタは主にインダクタコイルで構成され、高い周波数の高調波電流を減衰させることができる。出力フィルタは、インバータの出力における干渉を抑制します。

        リアクトルを使用する：インバータの入力電流では、周波数の低い高調波成分の占める割合が高い。これらの高調波成分は、他の機器の正常な動作を妨げたり、無効電力を大量に消費したりするため、線路の力率が大きく低下する可能性がある。入力回路にリアクトルを直列に挿入することは、低高調波電流を抑制する効果的な方法である。ACリアクトルは高調波電流を抑制し、力率を改善し、入力回路の突入電流がインバータに与える影響を弱めることができる。DCリアクトルは、入力電流の高調波成分を弱めることができる。

        キャリア周波数を調整してください：インバータの搬送波周波数を適切に下げると、電磁干渉を減らすことができますが、それに伴って電磁ノイズが増加します。したがって、実際の状況に応じてキャリア周波数を調整し、最高の干渉防止効果を達成する必要があります。

        干渉源を隔離する：干渉源を回路や干渉を受けやすい部分から隔離し、それらが電気的に接触しないようにする。絶縁トランスは通常、伝導干渉を避けるため、電源とコントローラーやトランスミッターなどのアンプ回路間の電源ラインに使用される。

        その他の対策高周波、高出力の直流溶接機は、インバータから離して接地する。電磁石のオン・オフ接点にはRCサージアブソーバを設置する。インバータと同じ電気キャビネットに設置するコンタクタは、低ノイズで消弧効果の良い製品を選ぶ必要があり、必要に応じてRCサージアブソーバを設置する。電源のインピーダンスは低くし、近くにある数百キロワットの電化製品の起動・停止によるインバータの入力電圧の瞬間的な変動を避ける。インバータが低電圧または過電圧の状態で動作しないように、電源の相電圧はバランスされるべきである。       

結論

        産業オートメーションの急速な発展に伴い、インバータの使用はますます一般的になり、インバータの電磁干渉問題も多く発生するようになりました。多くのエンドユーザーはこの問題に遭遇した時、どのように解決すればいいのかわからないことが多い。本稿の紹介を通じて、読者がインバータ電磁干渉の発生源、伝播モード、影響と対応する電磁干渉対策について深く理解し、インバータ電磁干渉の問題を解決するための参考資料とアイデアを提供できることを望んでいる。