Frekans dönüştürücülerin elektromanyetik girişiminin ayrıntılı açıklaması
Elektrik iletimi alanında 20. yüzyılda çığır açan bir teknolojik ilerleme olarak, invertörler endüstriyel otomasyon alanında giderek daha yaygın bir şekilde kullanılmaktadır. Bununla birlikte, frekans dönüştürücülerin geniş çapta uygulanmasıyla birlikte, elektromanyetik girişim sorunu giderek daha belirgin hale gelmiş ve fabrika otomasyonu alanındaki en büyük elektromanyetik kirlilik kaynaklarından biri haline gelmiştir. Bu makalede, frekans dönüştürücü elektromanyetik parazitinin kaynakları, yayılma yöntemleri, etkileri ve ilgili parazit önleyici tedbirler derinlemesine tartışılacaktır.
一、 inverterin elektromanyetik parazit kaynağı
İnverterin elektromanyetik paraziti esas olarak çalışma prensibinden ve elektriksel yapısından kaynaklanır. İnvertör genellikle iki bölümden oluşur: ana devre ve kontrol devresi ve ana devre bir doğrultucu devre, bir invertör devresi ve bir kontrol devresi içerir. Bunlar arasında, doğrultucu devre ve invertör devresi doğrusal olmayan özelliklere sahip güç elektroniği cihazlarından oluşur. İnvertör çalışırken, güç elektroniği hızlı bir anahtarlama eylemi gerçekleştirerek daha yüksek harmonikler üretecek ve bu da temel harmoniğe ek olarak çok sayıda yüksek harmonik içeren çıkış dalga biçimiyle sonuçlanacaktır. Bu yüksek harmonikler frekans dönüştürücülerdeki elektromanyetik parazitin ana nedenidir.
Frekans dönüştürücülerde üç ana elektromanyetik girişim türü vardır:
İnverter paraziti: İnverterin ana devresindeki doğrultucu devresi ve inverter devresi tarafından üretilen yüksek dereceli harmoniklerin yanı sıra kontrol devresindeki küçük enerji ve zayıf sinyal devresi nedeniyle inverterin kendisi bir elektromanyetik parazit kaynağı haline gelir.
Harici ekipmanın invertöre müdahalesi: Diğer elektrikli ekipmanların çalışmasıyla üretilen elektromanyetik dalgalar invertörün normal çalışmasına müdahale edebilir. Örneğin, dağıtım odasındaki bir dağıtım kabininden büyük bir akım geçtiğinde, etrafında frekans dönüştürücünün çalışmasını engelleyen güçlü bir manyetik alan oluşur.
İnverterin harici ekipmanla etkileşimi: İnverter tarafından üretilen yüksek dereceli harmonikler ve elektromanyetik dalga radyasyonu diğer zayıf akım ekipmanlarıyla etkileşime girerek ekipmanın arızalanmasına veya bozulmasına neden olabilir.
二、 invertörün elektromanyetik girişiminin yayılma modu
Frekans dönüştürücülerde elektromanyetik parazitin iki ana yayılma modu vardır: havadan radyasyon modu ve hat yayılma modu.
Havadan radyasyon modu: İnverterin çıkış kablosunda iletilen PWM gerilimi, elektromanyetik dalga radyasyonu üretecek ve radyasyon paraziti oluşturacak zengin yüksek frekanslı bileşenler içerir. Diğer elektronik cihazlar eviriciye yakın olduğunda, parazit fenomeni ciddi hale gelebilir.
Hat yayılım modu: İnverter tarafından üretilen elektromanyetik parazit esas olarak güç kaynağı ve voltaj regülatörü ağı üzerinden iletilir. Buna ek olarak, hattan hatta algılama yöntemi ve kapasitans tarafından üretilen elektrostatik indüksiyon da hat boyunca parazit yayabilir.
Frekans dönüştürücünün elektromanyetik girişiminin etkisi
İnverterin elektromanyetik parazitinin fabrika otomasyon sisteminin kararlılığı ve güvenilirliği üzerinde ciddi bir etkisi vardır ve bu etki aşağıdaki hususlarda kendini gösterir:
Güç kaynağı sisteminin kirlenmesi: İnvertörün DC-AC invertörünün doğrusal olmayan eşdeğer yükü, fabrikanın güç kaynağı sistemini kirleterek voltaj dalga formunun bozulmasına ve diğer ekipmanların normal çalışmasını etkilemesine neden olacaktır.
Ölçüm ve kontrol sistemi yanlışlığı ve arızası: İnvertörün elektromanyetik paraziti ölçüm ve kontrol sisteminin normal çalışmasını engelleyerek yanlış ölçüm verilerine ve kontrol sisteminin arızalanmasına neden olabilir.
Büyük sistemin kararlılığına zarar verir: İnvertörün elektromanyetik paraziti tüm otomasyon sisteminin kararlılığını bozarak üretim hattının normal çalışmasını engelleyebilir ve hatta güvenlik kazalarına neden olabilir.
İnvertörün kendi kendine arızalanması: Şiddetli elektromanyetik parazit altında, invertör kendi kendine parazitlenebilir ve "önyükleme" hız düzenleme arızasına neden olabilir.
四、 frekans dönüştürücünün elektromanyetik parazitlenmesine karşı önlemler
Frekans dönüştürücünün elektromanyetik parazit sorununu çözmek için aşağıdaki parazit önleyici önlemler alınabilir:
Tek noktadan topraklama: İnverter tek bir noktadan, tercihen kısa ve kalın bir kabloyla topraklanmalıdır. Dalgalanma parazitini absorbe etmek için toprak direnci 100Ω'dan az olmalıdır. Aynı zamanda, inverterin E ucu kontrol kabininin ve motorun kabuğuna bağlanmalı ve güvenli toprağa bağlanmalıdır.
Parazit kaynaklarını ekranlama: Parazit kaynaklarının ekranlanması paraziti bastırmanın etkili bir yoludur. Elektromanyetik parazit sızıntısını önlemek için inverterin kendisi demir bir kabuk ile korunur. İnverterin çıkış hattı en iyi şekilde çelik bir boru ile ekranlanır, özellikle inverter harici bir sinyal tarafından kontrol edildiğinde, kontrol sinyal hattının mümkün olduğunca kısa olması gerekir ve ekranlı bükümlü çift kullanılmalıdır ve ana güç hattından ve kontrol hattından tamamen ayrılmalıdır. Blendajlı çift bükümlü kablolar sistemdeki elektronik hassas ekipman devreleri için de gereklidir.
Makul kablolama: Ekipmanın güç hattı ve sinyal hattı inverterin giriş ve çıkış hatlarından mümkün olduğunca uzakta olmalıdır. Diğer ekipmanların güç ve sinyal hatları inverterin giriş ve çıkış hatlarına paralel olmamalıdır. İnvertör ile donatılmış elektrik kontrol kabininde, güç hattı ve sinyal hattı boru ve güzergahtan ayrılmalı ve metal hortum iyi bir şekilde topraklanmalıdır.
Filtreler takın: İnverterin giriş ve çıkış uçlarına filtre takılması, inverterden güç hattı üzerinden güç kaynağına ve motora giden parazit sinyalini bastırabilir. Giriş filtresi esas olarak daha yüksek frekanslı harmonik akımları zayıflatabilen bir indüktör bobininden oluşur. Çıkış filtresi inverter çıkışındaki paraziti bastırır.
Reaktör kullanın: İnverterin giriş akımında, düşük frekanslı harmonik bileşen yüksek bir orana sahiptir. Bu harmonik bileşenler diğer ekipmanların normal çalışmasını engelleyebilir ve büyük miktarda reaktif güç tüketebilir, böylece hattın güç faktörü büyük ölçüde azalır. Reaktörlerin giriş devresine seri olarak yerleştirilmesi, düşük harmonik akımları bastırmanın etkili bir yoludur. AC reaktörü harmonik akımı bastırabilir, güç faktörünü iyileştirebilir ve giriş devresindeki ani akımın invertör üzerindeki etkisini zayıflatabilir. DC reaktörler giriş akımındaki yüksek harmonik bileşenleri zayıflatabilir.
Taşıyıcı frekansını ayarlayın: İnverterin taşıyıcı frekansının uygun şekilde azaltılması elektromanyetik paraziti azaltabilir, ancak elektromanyetik gürültü buna bağlı olarak artacaktır. Bu nedenle, en iyi anti-parazit etkisini elde etmek için taşıyıcı frekansını gerçek duruma göre ayarlamak gerekir.
Parazit kaynağını izole edin: parazit kaynağını devreden ve parazite duyarlı parçadan izole edin, böylece elektrik teması olmaz. İzolasyon transformatörleri tipik olarak güç kaynağı ile kontrolörler ve vericiler gibi amplifikatör devreleri arasındaki güç hatlarında iletim parazitini önlemek için kullanılır.
Diğer önlemler: Yüksek frekanslı ve yüksek güçlü DC kaynak makineleri için, bunlar inverterden uzak tutulmalı ve iyi bir topraklama yapılmalıdır. Elektromıknatısın açma-kapama kontağı bir RC aşırı gerilim emici ile donatılmalıdır. İnvertör ile aynı elektrik kabinine monte edilen kontaktör için, düşük gürültülü ve iyi ark söndürme etkisine sahip ürünler seçilmeli ve gerekirse bir RC aşırı gerilim emici takılmalıdır. Güç kaynağının empedansı, yakındaki yüzlerce kilovatlık elektrikli cihazların başlatılması ve durdurulmasından kaynaklanan inverterin giriş voltajının anlık mutasyonunu önlemek için düşük olmalıdır. Güç kaynağının faz gerilimi, inverterin düşük gerilim veya aşırı gerilim durumunda çalışmasına neden olmayacak şekilde dengelenmelidir.
Sonuç
Endüstriyel otomasyonun hızla gelişmesiyle birlikte invertör kullanımı giderek yaygınlaşıyor ve invertörlerin elektromanyetik girişim sorunlarıyla da çok karşılaşılıyor. Birçok son kullanıcı, bu sorunla karşılaştıklarında genellikle nasıl çözeceklerini bilemezler. Bu makalenin tanıtımı yoluyla, okuyucuların invertör elektromanyetik girişiminin kaynağı, yayılma modu, etkisi ve ilgili anti-parazit önlemleri hakkında derinlemesine bir anlayışa sahip olabileceği ve invertör elektromanyetik girişim sorununu çözmek için bazı referanslar ve fikirler sağlayabileceği umulmaktadır.
Henüz yanıt yok