VFD 시스템의 RS-485 문제: 3가지 원인 및 4가지 해결 방법

오늘은 다음과 같은 원인으로 발생하는 RS-485 통신 이상에 대한 세 가지 주요 원인과 네 가지 해결 방법에 대해 설명합니다. 가변 주파수 드라이브(VFD) 작동합니다.

최근 한 고객이 VFD가 작동하기 시작할 때마다 RS-485 통신이 중단되고, VFD 제어 캐비닛 내부에서 테스트할 때 전압 테스터에 표시등이 켜진다고 보고했습니다.

이것은 90kW(121HP) VFD 70kW 모터를 구동합니다. 리액터는 VFD의 입력과 출력 양쪽에 설치됩니다. 그러나 VFD가 시작될 때마다 RS-485 통신이 중단되고 제어 캐비닛의 전압 테스터에 불이 켜집니다.

VFD 시스템의 RS-485 통신 장애 및 접지 솔루션을 보여주는 다이어그램

문제에 대한 사전 분석

제어 캐비닛의 전압 테스터에 불이 들어오면 캐비닛 내에 고유도 전압장이 있음을 나타냅니다.
VFD가 시작되면 RS-485 통신이 즉시 중단되어 추가로 표시됩니다:
제어 캐비닛에 높은 유도 기전력이 발생하여 캐비닛 내부에 강한 전기장이 형성됩니다. 강한 전기장이 존재하는 한 전압 테스터에 불이 켜집니다.

VFD 간섭 분석

RS-485 통신은 전자기 간섭에 매우 민감합니다.
리액터는 VFD의 입력 및 출력 양쪽에 모두 설치되어 있지만
  • 입력 리액터는 VFD가 전력망에 간섭하는 것을 방지합니다.
  • 출력 리액터는 모터 전원 케이블의 고조파 전파를 억제하고 전압 스파이크도 완화합니다.

그러나 이는 라인의 간섭만 억제합니다. VFD 자체 또는 제어 캐비닛이 접지되지 않았거나 접지 상태가 좋지 않은 경우 강한 유도 전압이 여전히 존재합니다.

적절한 접지가 중요합니다

해결책은 사실 아주 간단합니다:
VFD 하우징과 제어 캐비닛이 올바르게 접지되었는지 확인하기만 하면 됩니다.
  • 접지 후 VFD 하우징의 전위는 0입니다.
  • 제어 캐비닛 하우징의 전위도 0입니다.
  • 전압 테스터로 테스트하면 더 이상 불이 들어오지 않아 내부에 유도된 전기장이 없음을 나타내며 간섭이 현저히 감소합니다.

RS-485 통신 사양

  • 차폐 케이블을 사용해야 합니다. 차폐 케이블을 사용하지 않으면 RS-485 출력 신호가 표준 차동 신호에서 직사각형 파로 변경되어 심각한 고조파 간섭을 일으킬 수 있습니다.
  • 차폐층은 올바르게 접지되어야 합니다. 이렇게 하면 주변 장비에서 발생하는 전자기 간섭이나 유도 기전력을 효과적으로 억제할 수 있습니다.
  • RS-485 통신을 전원 케이블로 장거리 전송해야 하는 경우: 차폐 케이블을 사용하더라도 간섭을 완전히 제거할 수는 없습니다. 이러한 경우에는 차폐 케이블을 사용하는 것이 좋습니다. 광학 변환기 를 사용하여 RS-485 신호를 전송용 광 신호로 변환한 다음 다시 변환하여 간섭 문제를 근본적으로 해결합니다.

또 다른 일반적인 원인 - 잘못된 매개변수 설정

가변 주파수 드라이브의 통신 매개변수가 잘못 설정된 경우 RS-485 통신 이상이 발생할 수도 있습니다.

그리고 세 가지 주요 원인 인버터 작동으로 인한 RS-485 통신 이상 비율

1.신호 간섭

RS-485 통신 모듈을 접지하지 않으면 전하 축적을 유발하고 간섭을 강화하며 잠재적으로 통신 중단을 초래할 수 있습니다.

솔루션:
RS-485 통신 케이블의 차폐선을 인버터의 접지 단자에 연결하여 다음을 수행합니다. 단일 종단 접지, 를 사용하여 간섭을 효과적으로 줄입니다.

2.배선 오류

하드웨어 배선 오류도 일반적인 원인입니다.

솔루션:
각 가변 주파수 드라이브의 PE 단자가 근처의 한 지점에 접지되어 있는지 확인하고 접지선을 상호 연결합니다. RS-485 통신 케이블은 차폐 케이블을 사용하고 단일 종단 접지 방식을 채택해야 합니다.
문제가 지속되면 격리 기능이 있는 RS-485 모듈을 사용해 보세요.

3.잘못된 매개변수 설정

통신 매개변수(전송 속도, 데이터 비트, 정지 비트, 패리티 비트 등)가 일관되지 않으면 통신이 실패하게 됩니다.

솔루션:
가변 주파수 드라이브와 호스트 컴퓨터의 파라미터가 일치하는지 확인하고, 문제가 지속되면 다음을 시도해 보십시오. 펌웨어 업그레이드 또는 다른 디버깅 도구를 사용하여 문제를 해결하세요.

네 가지 예방 조치

  • 차폐 케이블 사용 를 사용하여 환경 전자기 간섭을 줄입니다.
  • 적절한 접지 확인 전하 축적으로 인한 신호 간섭을 방지합니다.
  • 통신 회선 정기 점검 를 사용하여 노화, 접촉 불량 및 기타 잠재적인 문제를 방지할 수 있습니다.
  • 통신 매개변수를 올바르게 구성 를 사용하여 다른 디바이스의 통신 프로토콜과 일관성을 유지합니다.

일반적인 애플리케이션 시나리오

장면

권장 솔루션

간섭이 심한 워크샵

광섬유 변환 + 완전 차폐 케이블 + 독립 접지(접지 저항 ≤ 2Ω)

멀티 디바이스 네트워킹

격리된 RS-485 모듈(예:, BH-485G) + 최적화된 버스 토폴로지

레거시 시스템 업그레이드

마그네틱 링 필터(전원 케이블을 3~4회 감음) + 절연 전원 변압기 설치