變頻器從原理上講是把交流電變成直流電,再將直流電變成所需要的電源傳輸給電動機從而驅動電動機工作的設備。由于在交流電變直流電的過程中,會有諧波產(chǎn)生。因此,在自動化系統(tǒng)中,變頻器常常是整個系統(tǒng)的干擾源,為了避免變頻器給系統(tǒng)帶來干擾,需要對變頻器以及整個系統(tǒng)采取必要的防護措施,例如接地、加濾波器以及規(guī)范布線。
為達到設備、機器或控制柜的 emc 規(guī)定,必須制定周密的計劃。依據(jù)來源于:
取決于使用環(huán)境的 emc 要求;
emc 區(qū)域方案;
等電位連接。
1.驅動系統(tǒng)的使用環(huán)境
在 1 類環(huán)境(居住區(qū)域)中,允許的放射電平處在較低的級別。因此,對于1類環(huán)境中使用的設備必須具有較低的干擾放射性,所需的抗干擾性也相對較低。
在 2 類環(huán)境(工業(yè)區(qū)域)中,允許的放射電平處在較高的級別。對于2類環(huán)境中使用的設備必須具有相對較高的干擾放射性,所需的抗干擾性也相對較高。
根據(jù) emc 產(chǎn)品標準 iec 61800-3 的環(huán)境和類別見表1。
表格1 iec 61800-3 定義的環(huán)境和類別
注: 1. c1 類沒有產(chǎn)品供貨。
2. 如果驅動系統(tǒng)已由專業(yè)人員安裝,則可在符合 emc 產(chǎn)品標準 iec 61800-3 的1 類 環(huán)境 c2 類中使用。
3. 在此文檔中所描述的驅動系統(tǒng)與相應的濾波器可在符合 emc 產(chǎn)品標準 iec 61800-3 的2類環(huán)境 c3類中使用。
4. 為確保滿足 c4 類中的 emc 標準,設備制造商和設備操作人員必須在此情況下協(xié)商emc 計劃,即單獨的、 設備專用的措施。在允許的情況下,驅動系統(tǒng)也可根據(jù)emc標準 iec 61800-3 在未接地的電網(wǎng)(it 電網(wǎng))上使用。
2.emc 區(qū)域方案
(1) 通過互相分隔干擾源和干擾匯點進行安裝,能夠簡單經(jīng)濟地實現(xiàn)設備或控制柜內(nèi)部的抗干擾措施。該分隔必須在計劃時予以考慮。
(2) 確定每個使用的設備是否具有潛在的干擾源或干擾匯點。
典型的干擾源有變頻器、制動模塊、開關網(wǎng)絡部件、接觸器線圈等。
典型的干擾匯點有自動化設備、編碼器和傳感器及其分析電子設備等。
進行設備總范圍或控制柜總范圍在emc區(qū)域的劃分并為設備分配區(qū)域,如圖1所示。
圖1 控制柜內(nèi)emc區(qū)域分配或驅動系統(tǒng)分配
a 區(qū) 電源連接
必須遵守電纜干擾放射性和抗干擾性的限值
b 區(qū) 功率電子設備
干擾源:由整流器、可能的制動削波器、逆變器 + 可能的電機側電抗器和濾波器組成的變頻器
c 區(qū) 控制系統(tǒng)和傳感器系統(tǒng)
干擾匯點:敏感的控制系統(tǒng)電子設備和調節(jié)電子設備 + 傳感器系統(tǒng)
d 區(qū) 外設信號接口
必須遵守抗干擾性的限值
e 區(qū) 電機和電機電纜
干擾源
其中:
每個區(qū)域都有干擾放射性和抗干擾性的不同要求。 這些區(qū)域必須進行電磁去耦處理。 可通過空間長間距進行去耦(大約 20cm)。 使用分開的金屬外殼或大面積的分隔板可以更好地,更節(jié)約空間地進行去耦。
不同區(qū)域的電纜必須分隔開,不允許在相同的電纜束或電纜通道中進行布線。 在每個區(qū)域的連接處可能需要使用濾波器和/或耦合模塊。 通過電流隔斷的耦合模塊可以有效地阻止區(qū)域間的干擾擴散。
所有牽引到控制柜外部的通訊電纜和信號電纜都必須經(jīng)過屏蔽。 對于較長的模擬信號電纜還需額外使用分隔放大器。
控制柜內(nèi)的布置及電纜布線如圖2所示。
圖2 柜內(nèi)的布置及電纜布線
注:category 指的是表中的類別。