变频调速系统抗干扰措施作业指导书.doc

变频调速系统抗干扰措施作业指导书北京迪安帝科贸有限公司 曲冬辉摘要：本文介绍了对控制系统影响最大的变频器线路传导噪声的产生原因和应对措施，提出了一种实用的变频控制系统的抗干扰解决方案。关键词：变频器噪声 抗干扰 滤波器一 引言随着变频器市场的日益繁荣，变频器对PLC控制系统及现场仪表的干扰问题也日益突出。为了解决变频器干扰问题，我公司根据变频器产生干扰的机理，和多年变频器的工程实践，研制开发了变频器高频噪声滤波器，结合规范的现场接线，可基本解决变频器干扰现场仪表、控制器的问题。二 变频器噪声的产生原因变频器造成的干扰有辐射噪声、静电噪声和线路传导噪声。实践表明，对现场仪表和PLC干扰最大的是线路传导噪声。ZEZN变频器M3CpCpUIsIswIsm图1 变频器线路传导噪声产生示意图ttUIs图2 变频器输出电压U和噪声电流Is的波形图线路传导噪声的产生机理如图1所示：寄生电容Cp存在于电机电缆和电机内部，因此变频器的PWM输出电压波形通过寄生电容产生一个高频脉冲噪声电流Is，使变频器成为一个噪声源。由于噪声电流Is 的源是变频器，因此它一定要流回变频器。图中ZE 为大地阻抗，ZN 为动力电缆与地之间的阻抗。如果变频器和电机只使用3根电机电缆连接，则高频噪声电流Is 以一个不确定的路线流回变频器，并在此回路中产生高频分量压降，影响其它设备。由以上分析可知，如果给高频噪声电流一个确定的通道，使其不流向其他设备，则可以解决变频器的线路传导噪声干扰问题。三 线路传导噪声的干扰抑制方法1如图3所示，对EMC没有严格要求的工控现场，可以将电机外壳和变频器外壳用导线连接，然后接地，这样，即完成了电机的保护接地，又使电机产生的高频噪声电流Ism 能沿保护接地线流到变频器外壳，然后在变频器的输入端安装高频噪声滤波器（如我公司xx系列滤波器），高频滤波器的外壳也接地。这样高频噪声电流Ism就能沿着保护接地线和高频噪声滤波器顺利的流回变频器内部，流入其他控制系统的噪声电流就会大大减少。ZEM3CpZN变频器UIs进线电抗器高频噪声滤波器控制柜电机动力线使用4芯电缆其中一根接地图3 EMC要求不严格的噪声对策示意图2如图4所示，在要求EMC严格的场合，为使电缆产生的高频噪声电流Isw 也能沿确定路线流回变频器，需要采用屏蔽电机电缆。电缆屏蔽层必须连接到变频器外壳和电机外壳上，而且必须在变频器的输入端安装高频噪声滤波器（如我公司xx系列滤波器）。这样高频噪声电流Is就会沿着电机电缆屏蔽层流回变频器，流入其他控制系统的噪声电流就会大大减少。ZE电机动力线使用3芯屏蔽电缆，屏蔽层连在电机和变频器外壳其中一根接地M3CpZN变频器Is进线电抗器高频噪声滤波器控制柜图4 EMC要求严格的噪声对策示意图四 变频控制系统的抗干扰解决方案1采用第二节中所述方法，减少变频器的线路传导噪声；2传感器线和I/O接口线与动力电缆间至少间距10cm。3系统中传感器、I/O接口应采用屏蔽线，对于某些干扰严重的场合，建议将传感器、I/O接口屏蔽层与控制板的控制地相连。4给仪表和PLC系统的输入电源加装EMI滤波器，成本低。可以有效抑制传导干扰。5对模拟传感器检测输入和模拟控制信号进行电气屏蔽和隔离。不要将控制线接地不要将仪表外壳直接接地电机动力线使用4芯电缆其中一根接地M3Cp控制电源EMI滤波器仪表或PLC变频器UIs进线电抗器高频噪声滤波器控制柜传感器控制电源动力电源变频器机身、动力线与传感器回路间距最小为10cm屏蔽层接在不接地的信号公共端上（信号电源的0V）图5 变频控制系统抗干扰对策示意图五 结束语本文