3 Principaux problèmes d'interférence de l'EFV et comment les atténuer
Introduction aux interférences des variateurs de fréquence et à leur impact sur les systèmes d'automatisation
Les interférences des variateurs de vitesse sont essentiellement des bruits à haute fréquence générés par les actions de commutation des dispositifs électroniques de puissance - les modules IGBT dans les variateurs de vitesse. Entraînements VFD s'allument et s'éteignent des milliers de fois par seconde (selon le principe de fonctionnement de l'EFV), ce qui entraîne deux types de pollution : les IEM conduites provenant de l'EFV qui pénètrent dans le réseau électrique par les câbles, et le bruit électrique rayonné provenant de l'EFV qui s'échappe du réseau électrique par les câbles de l'EFV. Panneau VFD le logement. Les risques causent directement Dysfonctionnements de l'automate, Aucun site industriel n'est à l'abri de ces problèmes. Cet article aborde trois défis majeurs : Comment les interférences des VFD affectent les cartes de contrôle des micro-ordinateurs, Comment les VFD résistent aux interférences électriques externes et internes, et Comment une mauvaise qualité du réseau électrique conduit à des dysfonctionnements des VFD, en fournissant une solution complète depuis les sources de bruit jusqu'aux chemins de propagation.
Comment les interférences de l'EFV affectent les cartes de contrôle des micro-ordinateurs
Dans les systèmes de contrôle qui utilisent variateurs de fréquence (VFD), des micro-ordinateurs ou des automates programmables sont couramment utilisés. Lors de la conception ou de la modernisation du système, une attention particulière doit être accordée aux points suivants interférence du vfd affectant les cartes de contrôle. Étant donné que de nombreuses cartes de commande de micro-ordinateurs fabriquées sur mesure sont mal conçues et ne sont pas conformes aux normes internationales de CEM, l'introduction d'un variateur de vitesse entraîne souvent les problèmes suivants vfd emi Les problèmes d'interférence, qu'ils soient conduits ou rayonnés, peuvent entraîner un comportement anormal du système. Des contre-mesures appropriées sont donc essentielles.
1. mise à la terre correcte
Les fils de mise à la terre des moteurs et autres composants de puissance doivent être raccordés de manière fiable par l'intermédiaire d'une barre de mise à la terre. Le blindage de la carte de commande du micro-ordinateur doit de préférence être relié à une terre indépendante. Dans les environnements où les problèmes de bruit du vfd, Il est recommandé de relier la couche de blindage des capteurs et des interfaces E/S à la masse de contrôle de la carte.
2.Filtrage de l'alimentation
Installation d'un filtre emi pour vfd, La mise en place d'inducteurs de mode commun ou d'anneaux de ferrite à haute fréquence sur l'entrée d'alimentation de la carte de contrôle est un moyen rentable d'atteindre l'objectif d'une réduction des émissions de gaz à effet de serre. vfd emi suppression. Dans les zones où les interférences rayonnées sont importantes, par exemple à proximité de stations de base GSM ou sans fil, des boîtiers de blindage à mailles métalliques peuvent être ajoutés autour de la carte de contrôle.
3.Filtrage des entrées et des sorties de l'EFV
Ajouter un filtre emi pour vfd à l'entrée du variateur peut supprimer les émissions conduites dans le réseau électrique. L'installation de réactances AC et DC en entrée (L1, L2) améliore le facteur de puissance et réduit la pollution harmonique. Dans les cas où le moteur est situé à plus de 100 mètres du variateur, il est recommandé d'installer une réactance AC de sortie (L3) pour traiter les courants de fuite causés par les paramètres distribués entre les câbles de sortie et la terre, et pour minimiser les émissions rayonnées externes. Une méthode très efficace consiste à utiliser un conduit en acier ou un câble blindé vfd, avec l'enveloppe du conduit ou le blindage du câble mis à la terre de manière fiable. Toutefois, si un réacteur de sortie (L3) n'est pas installé, l'utilisation d'un conduit en acier ou d'un blindage de câble permet d'assurer une mise à la terre fiable. câble blindé vfd peut augmenter la capacité distribuée à la terre et entraîner des défauts de surintensité. Dans la pratique, une ou plusieurs de ces méthodes sont généralement sélectionnées en fonction des besoins du système.
4.Blindage et isolation des signaux analogiques
Les entrées de capteurs analogiques et les signaux de commande doivent être correctement blindés et isolés électriquement. Il est recommandé d'éviter d'utiliser des signaux analogiques dans les systèmes d'entraînement à fréquence variable, en particulier lorsque la distance de contrôle dépasse 1 mètre ou traverse plusieurs armoires. Les variateurs de vitesse prennent généralement en charge les réglages à plusieurs vitesses et le contrôle numérique de la fréquence, ce qui est suffisant pour la plupart des cas d'utilisation. Si un contrôle analogique est nécessaire, assurez-vous d'utiliser câble blindé vfd et appliquer une mise à la terre en un seul point, soit du côté du capteur, soit du côté du VFD. Si interférence du vfd persiste, une isolation DC/DC est nécessaire. Cela peut être réalisé à l'aide de modules DC/DC standard ou en convertissant le signal analogique en fréquence via la conversion V/F, puis en l'isolant via des optocoupleurs et en alimentant le signal dans la borne d'entrée de fréquence.
Comment les variateurs de vitesse résistent aux interférences électriques externes et internes
Lorsque des charges d'impulsion à haute fréquence, telles que des machines à souder, des alimentations de galvanoplastie ou des alimentations électrolytiques, sont situées à proximité du système d'alimentation de l'EFV - ou lorsque des moteurs à bagues collectrices sont utilisés -, le système d'alimentation de l'EFV ne doit pas être endommagé.interférence du vfd peut facilement entraîner le déclenchement de défauts de protection de l'entraînement à fréquence variable. Pour réduire l'impact des vfd emi, les mesures suivantes sont recommandées :
1.Ajouter des composants de filtrage du côté de l'entrée
Installez des inductances et des condensateurs du côté de l'entrée de l'EFV pour former un réseau de filtrage LC. Cela constitue un filtre vfd rfi qui permet de protéger l'entraînement à fréquence variable des bruits externes à haute fréquence.
2.Isoler l'alimentation de l'EFV
S'assurer que l'entraînement à fréquence variable est alimenté directement par le côté basse tension du transformateur. Cette pratique améliore la fiabilité de l'alimentation de l'EFV. installation du vfd et évite les lignes partagées avec des charges génératrices de bruit.
3.Utiliser un transformateur dédié lorsque c'est possible
Si les conditions le permettent, utilisez un transformateur séparé exclusivement pour l'entraînement à fréquence variable. Cela permet d'isoler interférence du vfd au niveau de la source d'alimentation.
4.Blindage du câblage de contrôle externe
Lorsque l'on utilise des bornes de commande numérique externes pour les signaux de commutation, et que l'on utilise les bornes de commande numérique externes pour les signaux de commutation, et que le câblage de contrôle du vfd est long, il faut toujours utiliser des câbles blindés. Si les lignes de commande et d'alimentation sont placées dans la même tranchée, les lignes de commande doivent être blindées et les lignes d'alimentation principales doivent être acheminées dans des conduits en acier afin de minimiser les interférences mutuelles et d'éviter les dysfonctionnements de l'entraînement à fréquence variable dus à interférence du vfd.
5.Suppression des interférences d'entrée analogique
Lorsque des bornes de commande analogiques sont utilisées, si la distance de câblage est inférieure à 1 mètre, des câbles blindés avec une mise à la terre unique du côté de l'entraînement à fréquence variable sont suffisants. Dans les environnements plus longs ou bruyants, lorsque interférence de l'entrée analogique du vfd est probable, ajouter des modules d'isolation DC/DC du côté du VFD, ou utiliser un convertisseur V/F pour fournir des commandes d'entrée de fréquence au lieu d'un contrôle analogique de tension/courant.
6.Améliorer la fiabilité des communications
Pour les terminaux de communication externes, utiliser des câbles blindés à paires torsadées et connecter la couche de blindage côté VFD à PE. Si interférence du vfd Dans le cas d'un problème d'alimentation électrique qui reste grave, la mise à la terre du blindage au niveau de la masse de l'alimentation de contrôle (GND) est également une option.
Pour les communications RS232, la ligne de contrôle doit être inférieure à 15 mètres. Si des distances plus longues sont nécessaires, réduisez le débit en bauds ; par exemple, une communication à 100 mètres nécessite généralement des vitesses inférieures à 600 bps.
Pour la communication RS485, des résistances d'adaptation aux bornes doivent être envisagées. Dans le cas d'une communication RS485 contrôle numérique vfd qui utilisent la communication par bus de terrain à grande vitesse, utilisent des câbles de communication spécialisés et une mise à la terre multipoint pour garantir une plus grande fiabilité et une meilleure immunité aux interférences électromagnétiques.
Comment la mauvaise qualité du réseau électrique entraîne des dysfonctionnements de l'EFV
Dans les environnements industriels où l'on trouve des charges à haute fréquence telles que des machines à souder, des alimentations de galvanoplastie ou des unités d'alimentation électrolytiques, les fluctuations de tension et le scintillement sont fréquents, ce qui peut entraîner de graves problèmes de sécurité. questions relatives au réseau électrique des vfd. Lorsque des centaines de variateurs de vitesse et d'autres charges de redressement capacitives fonctionnent simultanément dans un atelier, le système subit de graves dommages. harmoniques vfd, Les appareils de mesure et de contrôle de la qualité de l'alimentation électrique interférence du vfd. Dans les cas les plus bénins, les systèmes ne fonctionnent pas en continu ; dans les cas les plus graves, le circuit d'entrée de l'équipement peut être endommagé.
Pour atténuer interférence du vfd, les mesures suivantes sont recommandées :
1.Ajouter des dispositifs de compensation statique et réactive
Dans les environnements présentant des charges impulsionnelles à haute fréquence, il est conseillé aux utilisateurs d'installer un équipement de compensation de la puissance réactive, tel que vfd pfc pour améliorer le facteur de puissance et renforcer la qualité de l'air. qualité de l'énergie vfd performance.
2.Rectification centralisée et partage du bus CC
Pour les ateliers à forte concentration d'EFV, il est recommandé de centraliser le redressement et de partager l'alimentation du bus CC. Une configuration de redressement à 12 impulsions est préférable, car elle permet de réduire considérablement la consommation d'énergie. harmoniques vfd, Cette approche permet d'économiser de l'énergie et est particulièrement adaptée aux applications où le freinage, la motorisation et la régénération sont fréquents. Cette approche permet de supprimer interférence du vfd pendant les transitions dynamiques de la charge.
3.Installer des filtres harmoniques passifs
Ajouter un filtre harmonique passif (filtre LC) à l'entrée de l'EFV est une solution rentable et fiable pour supprimer les harmoniques d'entrée et améliorer le facteur de puissance. Il est particulièrement efficace pour réduire les questions relatives au réseau électrique des vfd et en limitant interférence du vfd au niveau de l'offre.
4.Utiliser des dispositifs PFC actifs
Pour les applications nécessitant une qualité d'alimentation supérieure, les utilisateurs peuvent installer des filtres actifs. vfd pfc à l'entrée de l'EFV. Bien que plus coûteuse, cette solution offre les meilleures performances en matière d'élimination des émissions de gaz à effet de serre. interférence du vfd et en assurant une grande stabilité du système - idéal pour les scénarios avec des exigences strictes en matière de sécurité. qualité de l'énergie vfd exigences.
Conclusion - Construire des systèmes d'entraînement à fréquence variable résistants aux interférences électromagnétiques
Dans les environnements électromagnétiques complexes, il est essentiel de construire des systèmes d'entraînement à fréquence variable résistants aux interférences électromagnétiques. L'installation d'un filtre harmonique passif et Réacteur de ligne VFD du côté de l'entrée supprime effectivement Harmoniques de l'EFV et renforce la stabilité du réseau. La mise en œuvre VFD PFC améliore encore le facteur de puissance et minimise les interférences harmoniques à la source. Une mise à la terre appropriée, l'isolation des signaux analogiques et les techniques de blindage contribuent à réduire les interférences harmoniques. Interférence VFD risques. Pour les charges à impact à haute fréquence ou les installations électriques centralisées, la prise en compte de l'impact de l'utilisation de l'énergie sur la santé et la sécurité est essentielle. Questions relatives au réseau électrique de l'EFV garantit systématiquement un fonctionnement stable et efficace de l'équipement.
