变频器应用中的抗干扰措施及选用

　　变频器应用中的抗干扰措施：变频器在应用中的干扰主要表现为:高次谐波、噪声与振动、负载匹配、发热等问题。这些干扰是不可避免的,因为变频器的输入部分为整流电路,输出部分为逆变电路,它们都是由起开关作用的非线性元件组成的,而在开断电路的过程中,都要产生高次谐波,从而使其输入电源和输出的电压波形和电流波形产生畸变。下面针对谐波问题进行分析并提出相应措施。

　　容量较小的变频器,高次谐波的影响较小。但容量较大或数量较多时,就必须处理由高次谐波电流引起的高次谐波干扰,否则将影响到设备和检测元件,严重时可能使这些设备误动作。根据英国的ACE 报告,各种对象对高次谐波的敏感程度如下:电动机在10 %～20 %以下无影响;仪表电压畸变10 % ,电流畸变10 % ,误差在1 %以下;电子开关超过10 %会产生误动作;计算机超过5 %会出错。鉴于以上情况,在工业现场中,必须采取措施降低干扰,把干扰抑制在允许的范围内。

　　变频器的各个部件的合理选用规则：变频器的选用,应按照被控对象的类型、调速范围、静态速度精度、启动转矩等来考虑,使之在满足工艺和生产要求的同时,既好用,又经济。

　　变频器及被控制的电机：电机的极数。一般电机极数以不多于4 极为宜,否则变频器容量就要适当加大。转矩特性、临界转矩、加速转矩。在同等电机功率情况下,相对于高过载转矩模式,变频器规格可以降格选取。电磁兼容性。为减少主电源干扰,在中间电路或变频器输入电路中增加电抗器,或安装前置隔离变压器。一般当电机与变频器距离超过50m时,应在它们中间串入电抗器、滤波器或采用屏蔽防护电缆。列出不同类型变频器的主要性能、应用场合。

　　变频器箱体结构的选用：变频器的箱体结构要与条件相适应,必须考虑温度、湿度、粉尘、酸碱度、腐蚀性气体等因素。有下列几种常见结构: 敞开型IP00型。本身无机箱,可装在电控箱内或电气室内的屏、盘、架上,尤其适于多台变频器集中使用时选用,但环境条件要求较高。封闭型IP20 型。适于一般用途,可有少量粉尘或少许温度、湿度的场合。密封型IP45 型。适于工业现场条件较差的环境。密闭型IP65 型。适于环境条件差,有水、灰尘及一定腐蚀性气体的场合。

　　变频器功率的选用：变频器负载率β与效率η的关系对中大功率(几百千瓦至几千千瓦) 电动机而言亦是可观的。系统效率等于变频器效率与电动机效率的乘积。从效率角度出发,在选用变频器功率时,要注意以下几点。变频器功率与电动机功率相当时为最合适,以利于变频器在高效率状态下运转；在变频器的功率分级与电动机功率分级不相同时,则变频器的功率要尽可能接近电动机的功率,并且应略大于电动机的功率；当电动机属频繁启动、制动工作或处于重载启动且较频繁时,可选取大一级的变频器,以利于变频器长期、安全地运行；经测试,电动机实际功率确实有富余,可以考虑选用功率小于电动机功率的变频器,但要注意瞬时峰值电流是否会造成过电流保护动作；当变频器与电动机功率不相同时,则必须相应调整节能　程序的设置,以利于达到较高的节能效果。

　　变频器容量的确定：合理的容量选择本身就是一种节能降耗措施。根据现有资料和经验,比较简便的方法有三种： 电机实际功率确定法。首先测定电机的实际功率,以此来选用变频器的容量，按变频器产品目录选具体规格。当一台变频器用于多台电机时,至少要考虑一台电动机启动电流的影响,以避免变频器过流跳闸；电机额定电流法。变频器容量选定过程,实际上是一个变频器与电机的最佳匹配过程,最常见、也较安全的是使变频器的容量大于或等于电机的额定功率,但实际匹配中要考虑电机的实际功率与额定功率相差多少,通常都是设备所选能力偏大,而实际需要的能力小,因此按电机的实际功率选择变频器是合理的,避免选用的变频器过大,使投资增大。对于轻负载类,变频器电流一般应按1. 1 In ( In 为电动机额定电流) 来选择,或按厂家在产品中标明的与变频器的输出功率额定值相配套的最大电机功率来选择。

　　主电源：电源电压及波动。应特别注意与变频器低电压保护整定值相适应(出厂时一般设定为0. 8～0. 9Un ) ,因为在实际使用中,电网电压偏低的可能性较大，主电源频率波动和谐波干扰。这方面的干扰会增加变频器系统的热损耗,导致噪声增加,输出降低，变频器和电机在工作时,自身的功率消耗。在进行系统主电源供电设计时,两者的功率消耗因素都应考虑进去。

　　S350系列是新一代高性能矢量变频器，有如下特点：采用最新高速电机控制专用芯片DSP，确保矢量控制快速响应，硬件电路模块化设计，确保电路稳定高效运行，外观设计结合欧洲汽车设计理念，线条流畅，外形美观，结构采用独立风道设计，风扇可自由拆卸，散热性好，无PG矢量控制、有PG矢量控制、转矩控制、V/F控制均可选择，强大的输入输出多功能可编程端子，调速脉冲输入，两路模拟量输出，独特的“挖土机”自适应控制特性，对运行期间电机转矩上限自动限制，有效抑制过流频繁跳闸，宽电压输入，输出电压自动稳压（AVR），瞬间掉电不停机，适应能力更强；内置先进的 PID 算法 ，响应快、适应性强、调试简单 ； 16 段速控制，简易PLC 实现定时、定速、定向等多功能逻辑控制，多种灵活的控制方式以满足各种不同复杂工况要求，内置国际标准的 MODBUS RTU ASCII 通讯协议，用户可通过PC/PLC控制上位机等实现变频器485通讯组网集中控制。