鼎晟达自动化UAP 09437300

变频调速技术以其卓越的调速性能、显著的节电效果成为最流行的交流调速方式。变频器系统的软启动，可以减少设备和电机的机械冲击，延长设备和电机的使用寿命。变频器以其节电、节能、可靠、高效的特性广泛应用于造纸、印刷、空调、电梯、机床等电动设备上，保证了调节精度，减轻了劳动强度，提高了经济效益，但随之也带来了一些干扰问题。严重的干扰可能导致其控制电路损坏、微处理器的失控等故障，从而造成设备和生产事故。因此，在变频系统的设计和安装过程中，提高系统的抗干扰能力，是变频控制系统能否稳定可靠运行的关键。工程技术人员应该熟悉变频器干扰的种类、原因及应对措施，才能保证设备的正常运转。
　　2变频器干扰形成的原因变频调速是电气工程中发展最快的一种电动机调速方式，其转速方程式为n=60/（1-s）办其中：/为电源频率；为电机极对数；s为电机转差率；n为电机转速，只要改变/就可实现n的变化而达到无级调速的目的。变频器正是这种调速方式的执行者，在变频器的应用现场，它会对其他设教授。
　　备和控制电路中的检测元件和控制器件产生干扰。因为变频器的输入部分为整流电路，输出部分为逆变电路，它们都是由起开关作用的非线性元件组成的。而在开、停的过程中，都要产生高次谐波，从而使其输入电源和输出的电压波形和电流波形产生畸变。另外，当变频器的供电系统附近存在高频冲击负载如电焊机、电镀电源、电解电源等，变频器本身容易因为干扰而出现保护。
　　21干扰的基本类型干扰的基本类型主要有两类：变频器产生的干扰；电网对变频器的干扰。
　　变频器由主回路和控制回路组成，变频器的整流桥对电网来说是非线性负载（进行开关动作），它所产生的谐波会对同一电网的其他电子、电气设备产生谐波干扰，而其控制回路却是小能量、弱信号回路，极易遭受其它装置产生的干扰，造成变频器自身和周边设备无法正常工作。另外变频器的逆变器大多采用PWM技术，当工作于开关模式且作高速切换时，产生大量耦合性噪声，它们将以各种方式把自己的能量传播出去，形成对变频器本身和其它设备的干扰信号。　　电网中的干扰主要通过变频器的供电电源干扰变频器。电网中存在大量谐波源，如各种整流设备、交直流互换设备、电子电压调整设备、非线性负载及照明设备等。这些负荷都使电网中的电压、电流产生波形畸变，从而对电网中其他设备产生危害的干扰。变频器的供电电源受到来自被污染的交流电网的干扰后，若不加以处理，电网噪声就会通过电网电源电路干扰变频器。供电电源对变频器的干扰主要有过压、欠压、瞬时掉电；浪涌、跌落；尖峰电压脉冲；射频干扰。其次，共模干扰通过变频器的控制信号线也会干扰变频器的正常工作。

　　当供电网络内有容量较大的晶闸管换流设备时，由于晶闸管总是在每相半周期内的部分时间内导通，容易使网络电压出现凹口，波形严重失真。它使变频器输入侧的整流电路有可能因出现较大的反向回复电压而受到损害，导致输入回路击穿而损坏。
　　22干扰的传播途径变频系统的干扰传播途径与一般电磁干扰途径是一致的，主要分电磁辐射、传导、感应耦合。变频器能产生功率较大的谐波，对系统其他设备干扰性较强，同样，系统内的干扰信号通过相同的途径干扰变频器的正常工作。
　对周围的电子、电气设备产生电磁辐射，变频器如果不是处在一个全封闭的金属外壳内，它就可以通过空间向外辐射电磁波。其辐射场强取决于干扰源的电流强度、装置的等效辐射阻抗以及干扰源的发射频率。变频器的整流桥对电网来说是非线性负载，它所产生的谐波对接入同一电网的其它电子、电气设备产生谐波干扰。变频器的逆变桥大多采用PWM技术，当根据给定频率和幅值指令产生预期的和重复的开关模式时，其输出的电压和电流的功率谱是离散的，并且带有与开关频率相应的高次谐波群。高载波频率和场控开关器件的高速切换所引起的辐射干扰问题相当突出。同样，变频器外部的辐射也会干扰变频器的正常工作。
　　电磁干扰除了通过与其相连的导线向外部发射，也可以通过阻抗耦合或接地回路耦合将干扰带入其它电路，对直接驱动的电动机产生电磁噪声，使得电动机铁耗和铜耗加，并传导干扰到电源，通过配电网络传导给系统其他设备。与辐射干扰相比，其传播的路程可以很远。比较典型的传播途径是：通过电源网络传播，接自工业低压网络的变频器所产生的干扰信号将沿着配电变压器进入中压网络，并沿着其它的配电变压器最终又进入民用低压配电网络，使接自民用配电母线的电气设备成为远程的受害者。
　　变频器对相邻的其他线路产生感应耦合，感应出干扰电压或电流，感应耦合是介于辐射与传导之间的第三条传播途径。感应的方式又分为电流干扰信号的电磁感应方式和电压干扰信号的静电感应方式。
　　当干扰源的频率较低时，干扰的电磁波辐射能力相当有限，而该干扰源又不直接与其它导体连接。但是，当变频器的输入电路或输出电路与其他设备的电路挨得很近时，变频器的高次谐波信号将通过感应的方式耦合到其他设备中去，即电磁干扰能量可以通过变频器的输入、输出导线与其相邻的其他导线或导体产生感应耦合，在邻近导线或导体内感应出干扰电流或电压。感应耦合可以由导体间的电容耦合的形式出现，也可以由电感耦合的形式或电容、电感混合的形式出现，这与干扰源的频率以及与相邻导体的距离等因素有关。
　　干扰以电磁波方式向空中幅射，控制电缆成为天线，干扰电磁波在电缆中产生电势，这是频率很高的谐波分量的主要传播方式。
　　3变频调速系统的抗干扰对策在工业现场中，必须采取适当措施降低干扰，把干扰抑制在允许的范围内。电磁干扰（EMI）的形成须具备三要素：电磁干扰源、电磁干扰途径、对电磁干扰敏感的系统。相应地抗干扰的基本原则有三个：一是从源头入手，抑制和消除干扰源；二是切断干扰对系统的传播途径；三是降低系统对干扰信号的敏感性。
　　在工程上，通常采用屏蔽、隔离、滤波、接地等方法抑制干扰。
　　屏蔽干扰源是抑制干扰的最有效的方法。通常变频器本身用铁壳屏蔽，输出线用钢管屏蔽，避免其电磁干扰泄漏，同时，信号线尽可能短（一般为20m以内），且信号线采用双芯屏蔽，并与主电路线（AC380V）及控制线（AC220V）完全分离，对周围电子敏感设备线路也要屏蔽，而且屏蔽罩必须可靠接地。
　　隔离是指从电路上把干扰源和易受干扰的部分隔离开来，通常是电源和放大器电路之间电源线上采用隔离变压器以免传导干扰。
　滤波是为了抑制干扰信号从变频器通过电源线传导干扰到电源和电动机。滤波器是用于削弱频率较高的谐波分量。在变频器输出侧设置输出滤波器，以减少对电源干扰，可在变频器输入侧设置输入滤波器，以减少来自电网的干扰。
　　通过共用的接地线是传播干扰的最普遍的方式，良好的接地可以使系统有效地抑制外来干扰，又能降低设备本身对外界的干扰。电机等强电控制系统的接地线必须可靠接地，微机控制板的屏蔽地，最好单独接地。对于某些干扰严重的场合，建议将传感器、IO接口屏蔽层与控制板的控制地相连。
　　4 设计、安装应注意的问题41电网质量问题在高频冲击负载如电焊机、电镀电源、电解电源等场合，电压、电流会经常出现起伏，对电网质量有污染，对设备也有破坏作用，此时可以采取以下的措施：高频冲击负载场合建议用户增加无功静补偿装置，提高电网功率因数和质量。
　　在变频器比较集中的车间，建议采用集中整流、直流共母线供电方式。建议用户采用12脉冲整流模式（如所示）。该模式谐波小、节能，特别适用于频繁起制动、电动运行与发电运行同时进行的场合。
　　（3）变频器输入侧加装无源LC滤波器，减小输入谐波，提高功率因数，成本低，可靠性高，效果好。
　　42变频器本身抗干扰问题当变频器的供电系统附近，存在高频冲击负载时，建议用户采用如下措施：变频器输入侧添加电感和电容，构成LC滤波网络。
　　变频器的电源线直接从变压器侧供电。
　　在条件许可的情况下，可以采用单独的变压器。
　　在采用外部开关量控制端子控制时，连接线路较长时，建议采用屏蔽电缆。当控制线路、主回路电源均在地沟中埋设时，除控制线必须采用屏蔽电缆外，主电路线路必须采用钢管屏蔽穿线，减小彼此干扰，防止变频器的误动作。
　　在采用外部模拟量控制端子控制时，如果连接线路在1m以内，采用屏蔽电缆连接，并实施变频器侧一点接地即可。如果线路较长，现场干扰严重的场合，建议在变频器侧加装DCDC隔离模块或者采用经过VF转换，采用频率指令给定模式进行控制。
　　信号线靠近有干扰源电流的导线时，干扰会被诱导到信号线上，使信号线上的信号受到干扰，在采用外部通信控制端子控制时，建议采用屏蔽双绞线，并将变频器侧的屏蔽层接地（PE）如果干扰非常严重，建议将屏蔽层接控制电源地（GND）。对于RS232通信方式，注意控制线路尽量不要超过15m. 43变频器对控制回路的干扰问题在变频系统中，多采用微机或者PLC进行控制，在系统设计或者改造过程中，一定要注意变频器对微机控制板的干扰问题。当微机控制板质量较低时，采用变频器后，产生的传导和辐射干扰，往往导致控制系统工作异常，因此需要采取必要措施。
　　良好的接地。强电、弱电系统应分别接地，微机控制板的屏蔽地，最好单独接地。某些干扰严重的场合，建议将传感器、IO接口屏蔽层与控制板的控制地共地连接。
　　给微机控制板输入电源加装EMI滤波器、共模电感、高频磁环等，成本低，效果较好，可以有效抑制传导干扰（如所示）。
　　微机控制板的电源抗干扰措施在周围辐射干扰严重的场合，如周围存在GSM、或者小灵通基站时，可以对微机控制板添加金属网状屏蔽罩进行屏蔽处理。
　　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。在变频器组成的控制系统机构可靠性的前提。对设备的维修和易损件的更换提供有效的手段，缩短维修时间，也是提升机设计的一个重要方面。要想提高系统可靠度只有两种途径：一是提高系统传动链中每个零部件的可靠度，即提高计算时的安全系数；二是通过结构的合理布置使系统的零部件产生冗余，来提高系统的可靠度。
　4提升机的变频调速系统由于提升机控制精度高，调速范围大，我公司在提升机中采用了变频调速系统。
　　变频调速系统是一种全新的、可编程、高精度的控制系统。它能完成复杂的调速工作，执行可编程的控制指令，并对控制对象的运行状态、最优化的运行参数自动识别。由于系统本身采用的是大规模数字电路、微处理器、可编程控制技术它的输入给定、输出控制、系统内部参数的设定在以数字信号处理时可获得很高精度的一致性。另外，它的内部数字附加给定能以微量补偿来调整多电机传动系统的高精度同步，是模拟给定无法做到的。变频调速系统能为用户提供一个精确的调速范围，并能对该范围的任何一点做到精确控制。对控制精度要求高、多电机同步传动的场合，变频调速具有显著的优越性。
　　另外，变频装置还具有多种状态和故障指示，其故障信号存储在记忆单元中，即使在电源出问题时，也能保留故障信号，这给设备的维修带来很大的方便。
5提升机制造时的注意事项由于提升机采用全自动控制，所以在制造时应注意以下几点：必须保证用于信号采集的光电开关和行程开关的准确性。
　　根据现场调试要求，应保证吊具在带载和空载提升时吊具上的导向轮与固定导架和移动导架要基本不接触。
　　必须保证车架下部导架的中心线与车轮及上部起升机构的中心线重合。
　　责任编辑傅冬梅（上接第33页）设计过程中，建议尽量不要采用模拟控制，特别是控制距离大于1m，跨控制柜安装的情况下。因为变频器一般都有多段速设定、开关频率量输入输出，可以满足要求。如果非要用模拟量控制时，建议一定采用屏蔽电纟缆并在传感器侧或者变频器侧实现远端一点接地。如果干扰仍旧严重，需要实现DCDC隔离措施。可以采用标准的DC /DC模块，或者采用VF转换、光藕隔离再采用频率设定输入的方法。
　　5结论通过对变频器应用过程中干扰的形成和传播途径的分析，提出了变频控制系统中抑制干扰问题的方法，从应用环境、电网质量、电机绝缘等方面，有针对性地提出了一些设计和安装过程中为解决变频控制系统中干扰问题的建议及应注意的问题，对于变频器在实际工程中的应用有一定的

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10：GE FANUC(GE发那科)：模块、卡件、驱动器等各类备件。

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12：Bosch Rexroth（博世力士乐）：Indramat，I/O模块,PLC控制器,驱动模块等。

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14:工业机器人系统备件。
DSAI130
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