3つの主要なVFD干渉問題とその軽減方法
VFDの干渉とオートメーションシステムへの影響の紹介
VFDの干渉は、基本的にパワーエレクトロニクス・デバイス（IGBTモジュール）のスイッチング動作によって発生する高周波ノイズである。 VFDドライブ VFDの動作原理に従って）1秒間に何千回もスイッチのオン・オフが繰り返されるため、VFDからケーブル経由で送電網に入る伝導EMIと、VFDから漏れる放射ノイズという2種類の汚染が発生する。 VFDパネル 住宅その危険は直接的には PLCの故障, センサー信号の歪み、システムのダウンタイムなど、どの産業現場も無縁ではない。この記事では、3つの核となる課題を取り上げます：VFDの干渉がマイコン制御ボードに与える影響」、「VFDが外部および内部の電気的干渉に耐える方法」、「電力系統の品質不良がVFDの誤動作につながる方法」の3つの核となる課題を取り上げ、ノイズ源から伝搬経路まで包括的なソリューションを提供します。.
VFDの干渉がマイコン制御ボードに与える影響
を使用する制御システムでは 可変周波数ドライブ (VFD）、マイクロコンピュータ、PLCなどが一般的に採用されている。システムの設計や改造の際には、特に以下の点に注意する必要がある。 VFD干渉 制御盤に影響を与える。特注のマイコン制御盤の多くは設計が不十分で、国際的なEMC規格に準拠していないため、VFDを導入すると次のような問題が発生することが多い。 VFDエミ 伝導と放射の両方が問題となり、システムの異常動作を引き起こす可能性がある。したがって、適切な対策が不可欠である。.
1.適切な接地
モーターやその他のパワーコンポーネントのアース線は、接地バスバーを介して確実に接続されなければならない。マイコン制御盤のシールドグランドは、独立したグランドに接続することが望ましい。過酷な環境では VFDノイズ問題, センサーやI/Oインターフェースのシールド層をボードのコントロール・グラウンドに接続することを推奨する。.
2.電源入力フィルタリング
をインストールする。 VFD用EMIフィルター, 制御ボードの電源入力にコモンモード・インダクタや高周波フェライト・リングを使用することは、コスト効率の高い方法である。 VFDエミ抑制. .GSMや無線基地局の近くなど、放射干渉が激しい場所では、制御ボードの周囲に金属メッシュのシールドを追加することができます。.
3.VFDの入出力フィルタリング
を追加する。 VFD用EMIフィルター VFDの入力にリアクタを設置することで、送電網への伝導放射を抑制することができます。入力ACおよびDCリアクタ(L1、L2)の設置は、力率を改善し、高調波汚染を低減します。モータがVFDから100m以上離れた場所にある場合は、出力ケーブルとアース間の分散パラメータによって発生する漏れ電流に対処し、外部放射エミッションを最小限に抑えるために、出力ACリアクタ（L3）を設置することを推奨します。非常に効果的な方法は、スチール製電線管または VFDシールドケーブル, コンジットシェルまたはケーブルシールドを確実に接地する。ただし、出力リアクトル(L3)が取り付けられていない場合は、鋼製電線管またはケーブル・シールドを使用してください。 VFDシールドケーブル は、接地への分布容量を増加させ、過電流故障につながる可能性がある。実際には、システムのニーズに応じて、これらの方法の1つまたは複数が選択されるのが一般的である。.
4.アナログ信号のシールドと絶縁
アナログセンサー入力と制御信号は適切にシールドし、電気的に絶縁する必要があります。特に、制御距離が1メートルを超える場合や、複数のキャビネットにまたがる場合は、VFDシステムでアナログ信号を使用しないことをお勧めします。VFDは通常、多速度設定とデジタル周波数制御をサポートしており、ほとんどの使用ケースではこれで十分です。アナログ制御が必要な場合は、必ず VFDシールドケーブル センサー側またはVFD側で一点接地を行います。もし VFD干渉 が続く場合は、DC/DC 絶縁が必要です。これは標準的なDC/DCモジュールを使用するか、アナログ信号をV/F変換して周波数に変換し、オプトカプラで絶縁して周波数入力端子に信号を入力することで実現できます。.
VFDの外部および内部電気干渉への耐性
溶接機、電気メッキ電源、電解電源などの高周波インパルス負荷がVFDの電源システムの近くにある場合、またはスリップリングモータが使用されている場合。VFD干渉 は、VFD が保護フォルトを簡単にトリガーする原因となります。の影響を軽減するために VFDエミ, 以下の対策が推奨される：
1.入力側にフィルタリングコンポーネントを追加する
VFDの入力側にインダクタとコンデンサを取り付け、LC フィルタネットワークを形成する。これで基本的な VFDフィルター VFDを外部の高周波ノイズから保護するためのセットアップ。.
2.VFD電源の絶縁
VFDが変圧器の低圧側から直接電力を受けるようにします。こうすることで vfdインストール また、ノイズを発生する負荷との共用は避ける。.
3.可能な場合は専用トランスを使用する
条件が許せば、VFD専用に別のトランスを使用する。これにより VFD干渉 電源レベルで。.
4.シールド外部制御配線
外部デジタル制御端子をスイッチング信号に使用し、かつ VFDコントロール配線 が長い場合は、必ずシールドケーブルを使用すること。制御ラインと電源ラインの両方を同じケーブル溝内に敷設する場合は、相互干渉を最小化し、以下によるVFDの誤動作を防止するために、制御ラインはシールドを施し、主電源ラインは鋼製電線管を通して配線する必要があります。 VFD干渉.
5.アナログ入力干渉の抑制
アナログ制御端子を使用する場合、配線距離が1m以下であれば、VFD側で1点接地のシールドケーブルで十分です。より長い距離やノイズの多い環境では VFDアナログ入力干渉 の可能性がある場合は、VFD側にDC/DC絶縁モジュールを追加するか、アナログ電圧/電流制御の代わりにV/Fコンバータを使用して周波数入力コマンドを提供します。.
6.通信の信頼性向上
外部通信端子にはシールド付きツイストペアケーブルを使用し、VFD 側のシールド層を PE に接続してください。もし VFD干渉 が厳しい場合は、シールドを制御電源グランド（GND）で接地することも選択肢となる。.
RS232通信の場合、制御線を15メートル以下に保つ。より長い距離が必要な場合は、ボーレートを下げてください。例えば、100メートルでの通信には、通常600bps以下の速度が必要です。.
RS485通信では、端子整合抵抗を考慮しなければならない。その際 デジタル制御VFD 高速フィールドバス通信を使用するシステムでは、より高い信頼性と優れたEMI耐性を確保するために、専用の通信ケーブルと多点接地を使用します。.
電力系統の品質不良がVFDの誤動作につながる理由
溶接機、電気メッキ電源、電解電源装置などの高周波インパルス負荷が存在する産業環境では、電圧変動やフリッカが一般的であり、深刻な事態につながります。 VFD送電網の問題. .ワークショップで何百ものVFDやその他の容量整流負荷が同時に動作すると、システムは深刻な事態に陥ります。 VFDハーモニクス, そのため、電力品質が著しく損なわれ、機器レベルに大きな影響を及ぼす。 VFD干渉. .軽度の場合、システムは継続的に動作しなくなり、重度の場合、機器の入力回路が損傷する可能性がある。.
軽減するために VFD干渉, 以下の対策が推奨される：
1.静的無効補償デバイスの追加
高周波のインパルス負荷がある環境では、以下のような無効電力補償装置を設置することをお勧めします。 vfd pfc 力率を向上させ、電力系統を強化する。 電源品質 パフォーマンスだ。.
2.集中整流とDCバス共有の使用
VFDが集中している作業場では、集中整流と共有DCバス供給を推奨する。12パルス整流器構成が好ましい。 VFDハーモニクス, エネルギーを節約し、特にブレーキ、モーター、回生を頻繁に行うアプリケーションに適しています。このアプローチは VFD干渉 動的な負荷遷移の間。.
3.パッシブ高調波フィルターの設置
を追加する。 パッシブ高調波フィルター (VFDの入力側のLCフィルター）は、入力高調波を抑制し、力率を改善するための費用対効果が高く、信頼性の高いソリューションです。特に次のような効果があります。 VFD送電網の問題 と制限 VFD干渉 供給レベルで。.
4.アクティブPFCデバイスの使用
優れた電力品質を必要とする用途には、アクティブ・システムを設置することができます。 vfd pfc をVFD入力に接続する。より高価ではあるが、このソリューションは、次のような問題を解決する上で最高の性能を発揮する。 VFD干渉 また、システムの高い安定性も確保できる。 電源品質 が必要だ。.
結論 - EMIに強いVFDシステムの構築
複雑な電磁環境では、EMIに強いVFDシステムの構築が不可欠です。VFDの設置 パッシブ高調波フィルター そして VFDラインリアクター を効果的に抑制する。 VFD高調波 を導入し、送電網の安定性を高める。実装 VFD PFC デバイスは力率をさらに改善し、ソースでの高調波干渉を最小限に抑えます。適切な接地、アナログ信号の絶縁、およびシールド技術は、高調波干渉の低減に役立ちます。 VFD干渉 リスクがある。高周波の衝撃負荷や集中電源のセットアップの場合、次のような対処が必要である。 VFDパワーグリッドの問題 安定的かつ効率的な機器の運転を体系的に保証します。.
