3 principales problemas de interferencia de los variadores de frecuencia y cómo mitigarlos
Introducción a las interferencias VFD y su impacto en los sistemas de automatización
Las interferencias de los variadores de frecuencia son esencialmente ruidos de alta frecuencia generados por las acciones de conmutación de los dispositivos electrónicos de potencia: los módulos IGBT de los variadores de frecuencia. Accionamientos VFD se encienden y se apagan miles de veces por segundo (según el principio de funcionamiento del variador de frecuencia), lo que provoca dos tipos de contaminación: IEM conducida procedente del variador de frecuencia que entra en la red eléctrica a través de los cables, y ruido eléctrico radiado procedente del variador de frecuencia que se filtra por la red. Panel VFD vivienda. Los peligros causan directamente Mal funcionamiento del PLC, Los problemas de seguridad en las instalaciones industriales pueden ser de diversa índole: distorsión de la señal del sensor, tiempo de inactividad del sistema, etc., y ningún emplazamiento industrial es inmune a ellos. Este artículo aborda tres retos fundamentales: Cómo afectan las interferencias de los VFD a las tarjetas de control de los microordenadores, Cómo resisten los VFD las interferencias eléctricas externas e internas y Cómo la mala calidad de la red eléctrica provoca fallos en los VFD, proporcionando una solución integral desde las fuentes de ruido hasta las vías de propagación.
Cómo afectan las interferencias de los VFD a los cuadros de control de microordenadores
En los sistemas de control que utilizan variadores de frecuencia (VFD), microordenadores o PLC. Durante el diseño o la actualización del sistema, debe prestarse especial atención a lo siguiente interferencias vfd que afectan a las tarjetas de control. Dado que muchas tarjetas de control de microordenadores fabricadas a medida tienen prácticas de diseño deficientes y no cumplen las normas internacionales de CEM, la introducción de un VFD suele provocar vfd emi tanto conducidas como radiadas, que pueden provocar un comportamiento anómalo del sistema. Por lo tanto, es esencial adoptar las contramedidas adecuadas.
1.Conexión a tierra adecuada
Los cables de tierra de los motores y otros componentes de potencia deben estar conectados de forma fiable a través de una barra colectora de tierra. La toma de tierra de la pantalla de la tarjeta de control del microordenador debe conectarse preferiblemente a una toma de tierra independiente. En entornos con problemas de ruido vfd, se recomienda conectar la capa de apantallamiento de los sensores y las interfaces de E/S a la toma de tierra de control de la placa.
2.Filtrado de entrada de potencia
Instalación de un filtro emi para vfd, El uso de inductores de modo común o anillos de ferrita de alta frecuencia en la entrada de alimentación de la tarjeta de control es una forma rentable de conseguir vfd supresión emi. En zonas con fuertes interferencias radiadas -como cerca de estaciones base GSM o inalámbricas- se pueden añadir envolventes de blindaje de malla metálica alrededor de la placa de control.
3.Filtrado de entrada y salida del variador de frecuencia
Añadir un filtro emi para vfd en la entrada del variador de frecuencia puede suprimir las emisiones conducidas a la red eléctrica. La instalación de reactancias de CA y CC de entrada (L1, L2) mejora el factor de potencia y reduce la contaminación armónica. En los casos en que el motor esté situado a más de 100 metros del variador de frecuencia, se recomienda instalar una reactancia de CA de salida (L3) para hacer frente a las corrientes de fuga causadas por los parámetros distribuidos entre los cables de salida y tierra, y para minimizar las emisiones radiadas externas. Un método muy eficaz es utilizar conductos de acero o cable apantallado vfd, con la cubierta del conducto o el blindaje del cable conectados a tierra de forma fiable. Sin embargo, si no se instala una reactancia de salida (L3), se puede utilizar un conducto de acero o un blindaje de cable. cable apantallado vfd puede aumentar la capacitancia distribuida a tierra y provocar fallos por sobrecorriente. En la práctica, suelen seleccionarse uno o varios de estos métodos en función de las necesidades del sistema.
4.Blindaje y aislamiento de señales analógicas
Las entradas de los sensores analógicos y las señales de control deben estar debidamente apantalladas y aisladas eléctricamente. Se recomienda evitar el uso de señales analógicas en sistemas VFD, especialmente cuando la distancia de control supera 1 metro o atraviesa varios armarios. Los VFD suelen admitir ajustes de varias velocidades y control de frecuencia digital, que son suficientes para la mayoría de los casos de uso. Si es necesario el control analógico, asegúrese de utilizar cable apantallado vfd y aplique una toma de tierra de un solo punto en el lado del sensor o del variador de frecuencia. Si interferencias vfd se requiere un aislamiento CC/CC. Esto puede conseguirse utilizando módulos CC/CC estándar o convirtiendo la señal analógica a frecuencia mediante conversión V/F, aislando a continuación mediante optoacopladores y alimentando la señal al terminal de entrada de frecuencia.
Cómo resisten los variadores de frecuencia las interferencias eléctricas externas e internas
Cuando las cargas de impulsos de alta frecuencia, como las máquinas de soldar, las fuentes de alimentación de galvanoplastia o las fuentes de alimentación electrolíticas, están situadas cerca del sistema de alimentación del variador de frecuencia, o cuando se utilizan motores de anillos colectores...interferencias vfd puede provocar fácilmente que el variador de frecuencia active fallos de protección. Para reducir el impacto de vfd emi, se recomiendan las siguientes medidas:
1.Añadir componentes de filtrado en el lado de entrada
Instale inductores y condensadores en el lado de entrada del variador de frecuencia para formar una red de filtro LC. Esto forma una filtro vfd rfi que ayuda a proteger el variador de frecuencia del ruido externo de alta frecuencia.
2.Aislar la fuente de alimentación VFD
Asegúrese de que el variador de frecuencia recibe alimentación directamente del lado de baja tensión del transformador. Esta práctica mejora la fiabilidad de instalación de vfd y evita compartir líneas con cargas generadoras de ruido.
3.Utilice un transformador dedicado siempre que sea posible
Si las condiciones lo permiten, utilice un transformador independiente exclusivamente para el variador de frecuencia. Esto ayuda a aislar interferencias vfd a nivel de la fuente de alimentación.
4.Blindaje Cableado de control externo
Cuando se utilizan terminales de control digital externos para las señales de conmutación, y el cableado de control vfd es largo, deben utilizarse siempre cables apantallados. Si tanto las líneas de control como las de potencia se tienden en la misma zanja para cables, las líneas de control deben estar apantalladas, y las líneas de potencia principales deben tenderse a través de conductos de acero para minimizar las interferencias mutuas y evitar fallos de funcionamiento del variador de frecuencia debidos a interferencias vfd.
5.Supresión de interferencias de entrada analógica
Cuando se utilizan terminales de control analógicos, si la distancia de cableado es inferior a 1 metro, basta con utilizar cables apantallados con toma de tierra de un solo punto en el lado del variador de frecuencia. En entornos más largos o con mucho ruido, donde vfd interferencia de entrada analógica es probable, añada módulos de aislamiento CC/CC en el lado del variador de frecuencia o utilice un convertidor V/F para proporcionar comandos de entrada de frecuencia en lugar de control analógico de tensión/corriente.
6.Mejorar la fiabilidad de las comunicaciones
Para los terminales de comunicación externos, utilice cables de par trenzado apantallados y conecte la capa de apantallamiento del lado del VFD a PE. Si interferencias vfd sigue siendo grave, la conexión a tierra de la pantalla en la tierra de la fuente de alimentación de control (GND) también es una opción.
Para comunicaciones RS232, mantenga la línea de control a menos de 15 metros. Si se necesitan distancias mayores, reduzca la velocidad en baudios; por ejemplo, la comunicación a 100 metros suele requerir velocidades inferiores a 600 bps.
Para la comunicación RS485, deben tenerse en cuenta las resistencias de adaptación de terminales. En control digital vfd los sistemas que utilizan comunicación por bus de campo de alta velocidad, utilizan cables de comunicación especializados y conexión a tierra multipunto para garantizar una mayor fiabilidad y una mejor inmunidad a las interferencias electromagnéticas.
La mala calidad de la red eléctrica provoca averías en los variadores de frecuencia
En entornos industriales con cargas de impulsos de alta frecuencia, como máquinas de soldar, fuentes de alimentación de galvanoplastia o unidades de alimentación electrolítica, son frecuentes las fluctuaciones de tensión y los parpadeos, que pueden provocar graves daños. problemas de la red eléctrica de vfd. Cuando cientos de variadores de frecuencia y otras cargas rectificadoras capacitivas funcionan simultáneamente en un taller, el sistema experimenta graves problemas. armónicos vfd, contaminando significativamente la calidad de la energía y causando importantes interferencias vfd. En casos leves, los sistemas dejan de funcionar continuamente; en casos graves, el circuito de entrada de los equipos puede resultar dañado.
Para mitigar interferencias vfd, se recomiendan las siguientes medidas:
1.Añadir dispositivos de compensación estática reactiva
En entornos con cargas de impulsos de alta frecuencia, se aconseja a los usuarios instalar equipos de compensación de potencia reactiva, tales como vfd pfc para mejorar el factor de potencia y aumentar calidad de la energía vfd rendimiento.
2.Rectificación centralizada y uso compartido del bus de CC
Para talleres con una alta concentración de VFD, se recomienda la rectificación centralizada y un suministro de bus de CC compartido. Se prefiere una configuración de rectificador de 12 pulsos, ya que reduce significativamente... armónicos vfd, Ahorra energía y es especialmente adecuado para aplicaciones con frenado, motorización y regeneración frecuentes. Este enfoque ayuda a suprimir interferencias vfd durante las transiciones de carga dinámica.
3.Instalar filtros pasivos de armónicos
Añadir un filtro pasivo de armónicos (filtro LC) en el lado de entrada del variador de frecuencia es una solución rentable y fiable para suprimir los armónicos de entrada y mejorar el factor de potencia. Es especialmente eficaz para reducir problemas de la red eléctrica de vfd y limitando interferencias vfd a nivel de la oferta.
4.Utilizar dispositivos PFC activos
Para aplicaciones que requieran una calidad de alimentación superior, los usuarios pueden instalar vfd pfc en la entrada del variador de frecuencia. Aunque es más cara, esta solución ofrece el mejor rendimiento al eliminar interferencias vfd y garantizar una gran estabilidad del sistema, ideal para escenarios con calidad de la energía vfd requisitos.
Conclusión - Creación de sistemas VFD resistentes a EMI
En entornos electromagnéticos complejos, es esencial construir sistemas VFD resistentes a las interferencias electromagnéticas. La instalación de un filtro pasivo de armónicos y Reactor de línea VFD en el lado de entrada suprime eficazmente Armónicos VFD y mejora la estabilidad de la red. Aplicación de VFD PFC mejora aún más el factor de potencia y minimiza las interferencias armónicas en la fuente. Las técnicas adecuadas de conexión a tierra, aislamiento de señales analógicas y apantallamiento ayudan a reducir Interferencias VFD riesgos. Para cargas de impacto de alta frecuencia o configuraciones de energía centralizadas, abordar Problemas de la red eléctrica VFD garantiza sistemáticamente un funcionamiento estable y eficaz de los equipos.
