3 Principais problemas de interferência de VFDs e como reduzi-los
Introdução à interferência de VFDs e seu impacto em sistemas de automação
A interferência de VFD é essencialmente um ruído de alta frequência gerado pelas acções de comutação de dispositivos electrónicos de potência - os módulos IGBT em Accionamentos VFD ligam e desligam milhares de vezes por segundo (de acordo com o princípio de funcionamento da VFD), conduzindo a dois tipos de poluição: EMI conduzida da VFD que entra na rede eléctrica através dos cabos e ruído elétrico irradiado da VFD que sai da Painel VFD habitação. Os riscos causam diretamente Mau funcionamento do PLC, A tecnologia de medição de temperatura, a distorção do sinal do sensor e o tempo de inatividade do sistema, e nenhuma instalação industrial está imune. Este artigo abordará três desafios principais: Como é que a interferência dos VFDs afecta as placas de controlo dos microcomputadores, Como é que os VFDs resistem à interferência eléctrica externa e interna, e Como é que a má qualidade da rede eléctrica leva a avarias nos VFDs, fornecendo uma solução abrangente desde as fontes de ruído até aos caminhos de propagação.
Como a interferência do VFD afecta as placas de controlo do microcomputador
Nos sistemas de controlo que utilizam accionamentos de frequência variável (VFDs), microcomputadores ou PLCs são normalmente utilizados. Durante a conceção do sistema ou a sua adaptação, deve ser dada especial atenção a interferência vfd que afectam as placas de controlo. Uma vez que muitas placas de controlo de microcomputadores feitas à medida têm práticas de conceção deficientes e não cumprem as normas internacionais de CEM, a introdução de um VFD conduz frequentemente a vfd emi tanto conduzidos como irradiados - que podem causar um comportamento anormal do sistema. Por conseguinte, são essenciais contramedidas adequadas.
1. ligação à terra correta
Os fios de terra dos motores e de outros componentes de potência devem ser ligados de forma fiável através de um barramento de terra. A terra da blindagem da placa de controlo do microcomputador deve, de preferência, ser ligada a uma terra independente. Em ambientes com problemas de ruído vfd, Recomenda-se a ligação da camada de blindagem dos sensores e das interfaces de E/S à terra de controlo da placa.
2.Filtragem da entrada de energia
Instalação de um filtro emi para vfd, A utilização de indutores de modo comum, indutores de modo comum ou anéis de ferrite de alta frequência na entrada de alimentação da placa de controlo é uma forma económica de obter supressão de emi vfd. Em áreas com fortes interferências de radiação - como perto de estações de base GSM ou sem fios - podem ser adicionadas caixas de proteção de malha metálica à volta da placa de controlo.
3.Filtragem de entrada e saída para o VFD
Adicionar um filtro emi para vfd na entrada do VFD pode suprimir as emissões conduzidas para a rede eléctrica. A instalação de reactores CA e CC de entrada (L1, L2) melhora o fator de potência e reduz a poluição harmónica. Nos casos em que o motor está localizado a mais de 100 metros do VFD, recomenda-se a instalação de um reator CA de saída (L3) para lidar com as correntes de fuga causadas pelos parâmetros distribuídos entre os cabos de saída e a terra, e para minimizar as emissões irradiadas externas. Um método altamente eficaz é a utilização de condutas de aço ou cabo blindado vfd, A ligação à terra da conduta ou da blindagem do cabo é feita de forma fiável. No entanto, se não estiver instalado um reator de saída (L3), a utilização de uma conduta de aço ou cabo blindado vfd pode aumentar a capacitância distribuída para a terra e pode levar a falhas de sobrecorrente. Na prática, um ou vários destes métodos são normalmente selecionados com base nas necessidades do sistema.
4.Blindagem e isolamento de sinais analógicos
As entradas de sensores analógicos e os sinais de controlo devem ser devidamente blindados e isolados eletricamente. Recomenda-se que se evite a utilização de sinais analógicos em sistemas VFD, especialmente quando a distância de controlo for superior a 1 metro ou atravessar vários armários. As VFDs suportam normalmente definições de várias velocidades e controlo digital de frequência, que são suficientes para a maioria dos casos de utilização. Se for necessário um controlo analógico, certifique-se de que utiliza cabo blindado vfd e aplique uma ligação à terra de ponto único no lado do sensor ou do VFD. Se interferência vfd persistir, é necessário um isolamento DC/DC. Isto pode ser conseguido utilizando módulos DC/DC padrão ou convertendo o sinal analógico em frequência através da conversão V/F, isolando depois através de acopladores ópticos e alimentando o sinal no terminal de entrada de frequência.
Como os VFDs resistem às interferências eléctricas externas e internas
Quando cargas de impulso de alta frequência, tais como máquinas de soldar, fontes de alimentação de galvanoplastia ou fontes de alimentação electrolíticas, estão localizadas perto do sistema de alimentação do VFD - ou quando são utilizados motores de anel deslizante -, o VFD pode ser utilizado para a alimentação de cargas de impulso de alta frequência.interferência vfd pode facilmente fazer com que o VFD desencadeie falhas de proteção. Para reduzir o impacto da vfd emi, Recomenda-se a adoção das seguintes medidas:
1.Adicionar componentes de filtragem no lado da entrada
Instale indutores e condensadores no lado de entrada do VFD para formar uma rede de filtro LC. Isto forma uma rede básica de filtro vfd rfi que ajuda a proteger o VFD de ruídos externos de alta frequência.
2.Isolar a fonte de alimentação do VFD
Certifique-se de que o VFD recebe energia diretamente do lado de baixa tensão do transformador. Esta prática aumenta a fiabilidade do instalação do vfd e evita linhas partilhadas com cargas geradoras de ruído.
3.Utilizar um transformador dedicado sempre que possível
Se as condições o permitirem, utilize um transformador separado exclusivamente para o VFD. Isto ajuda a isolar interferência vfd ao nível da fonte de alimentação.
4.Blindagem da cablagem de controlo externo
Quando se utilizam terminais de controlo digital externos para sinais de comutação, e o cablagem de controlo vfd for longo, devem ser sempre utilizados cabos blindados. Se as linhas de controlo e de alimentação forem colocadas na mesma vala de cabos, as linhas de controlo devem ser blindadas e as linhas de alimentação principais devem ser encaminhadas através de uma conduta de aço para minimizar as interferências mútuas e evitar avarias no VFD devido a interferência vfd.
5.Suprimir a interferência da entrada analógica
Quando são utilizados terminais de controlo analógicos, se a distância da cablagem for inferior a 1 metro, são suficientes cabos blindados com ligação à terra de ponto único no lado do VFD. Em ambientes mais longos ou de elevado ruído, onde interferência da entrada analógica vfd é provável, adicionar módulos de isolamento DC/DC no lado do VFD, ou utilizar um conversor V/F para fornecer comandos de entrada de frequência em vez de controlo analógico de tensão/corrente.
6.Melhorar a fiabilidade da comunicação
Para os terminais de comunicação externos, utilizar cabos de par entrançado blindados e ligar a camada de blindagem do lado do VFD a PE. Se interferência vfd se o problema não for grave, também é possível ligar a blindagem à terra da fonte de alimentação de controlo (GND).
Para comunicações RS232, mantenha a linha de controlo a menos de 15 metros. Se forem necessárias distâncias maiores, reduza a taxa de transmissão; por exemplo, a comunicação a 100 metros requer normalmente velocidades inferiores a 600 bps.
Para a comunicação RS485, é necessário ter em conta as resistências de correspondência de terminais. Em controlo digital vfd Os sistemas de barramento de campo de alta velocidade utilizam cabos de comunicação especializados e ligação à terra multiponto para garantir uma maior fiabilidade e uma melhor imunidade EMI.
Como a má qualidade da rede eléctrica leva a avarias nos VFDs
Em ambientes industriais onde estão presentes cargas de impulso de alta frequência, tais como máquinas de soldar, fontes de alimentação de galvanoplastia ou unidades de energia electrolítica, as flutuações de tensão e a tremulação são comuns, levando a graves problemas da rede eléctrica da vfd. Quando centenas de VFDs e outras cargas de retificação capacitiva funcionam simultaneamente numa oficina, o sistema sofre graves harmónicas vfd, poluindo significativamente a qualidade da energia e causando uma poluição substancial ao nível do equipamento interferência vfd. Em casos ligeiros, os sistemas deixam de funcionar continuamente; em casos graves, o circuito de entrada do equipamento pode ficar danificado.
Para atenuar interferência vfd, Recomenda-se a adoção das seguintes medidas:
1.Adicionar dispositivos de compensação reactiva estática
Em ambientes com cargas de impulso de alta frequência, os utilizadores são aconselhados a instalar equipamento de compensação de potência reactiva, como vfd pfc sistemas, para melhorar o fator de potência e aumentar a qualidade da energia vfd desempenho.
2.Utilizar a retificação centralizada e a partilha do barramento CC
Para oficinas com uma elevada concentração de VFDs, recomenda-se a retificação centralizada e uma alimentação de barramento CC partilhada. É preferível uma configuração de retificador de 12 impulsos, uma vez que reduz significativamente harmónicas vfd, O sistema de travagem de alta velocidade, economiza energia e é especialmente adequado para aplicações com travagem, motorização e regeneração frequentes. Esta abordagem ajuda a suprimir interferência vfd durante as transições de carga dinâmicas.
3.Instalar filtros passivos de harmónicas
Adicionar um filtro passivo de harmónicas (filtro LC) no lado de entrada do VFD é uma solução económica e fiável para suprimir os harmónicos de entrada e melhorar o fator de potência. É particularmente eficaz na redução de problemas da rede eléctrica da vfd e limitando interferência vfd a nível da oferta.
4.Utilizar dispositivos PFC activos
Para aplicações que exigem uma qualidade de energia superior, os utilizadores podem instalar vfd pfc equipamento na entrada do VFD. Embora mais cara, esta solução oferece o melhor desempenho na eliminação de interferência vfd e garantindo uma elevada estabilidade do sistema - ideal para cenários com qualidade da energia vfd requisitos.
Conclusão - Construção de sistemas VFD resistentes a EMI
Em ambientes electromagnéticos complexos, é essencial construir sistemas VFD resistentes a EMI. A instalação de um filtro passivo de harmónicas e Reator de linha VFD no lado da entrada suprime efetivamente Harmónicos VFD e melhora a estabilidade da rede. Implementação VFD PFC melhora ainda mais o fator de potência e minimiza a interferência harmónica na fonte. A ligação à terra correta, o isolamento do sinal analógico e as técnicas de blindagem ajudam a reduzir Interferência do VFD riscos. Para cargas de impacto de alta frequência ou configurações de energia centralizadas, a abordagem Problemas com a rede eléctrica VFD assegura sistematicamente um funcionamento estável e eficaz do equipamento.
