في مجموعة متنوعة من أنظمة التحكم الصناعية ، مع الاستخدام الواسع النطاق للأجهزة الإلكترونية للطاقة مثل محولات التردد ، أصبح التداخل الكهرومغناطيسي في النظام (EMI) خطيرًا بشكل متزايد ، وأصبحت تقنيات تصميم مضادات التداخل المقابلة (أي التوافق الكهرومغناطيسي EMC) متزايدًا بشكل متزايد . قد يؤدي تداخل نظام محول التردد في بعض الأحيان إلى حدوث تلف في الأجهزة للنظام ، وأحيانًا لا يمكن أن يلحق الضرر بأجهزة النظام ، ولكن في كثير من الأحيان يجعل برنامج نظام المعالجات الدقيقة خارج نطاق السيطرة ، مما يؤدي إلى فشل التحكم ، مما يتسبب في حوادث المعدات وحوادث الإنتاج. لذلك ، لا يمكن تجاهل كيفية تحسين قدرة وموثوقية نظام مكافحة التداخل في النظام جزءًا مهمًا من تطوير وتطبيق أجهزة الأتمتة ، ولكن أيضًا أحد مفاتيح تطبيق تكنولوجيا التحكم في الكمبيوتر والترويج. عندما يتعلق الأمر بمشكلة مكافحة التداخل لمحول التردد ، أولاً وقبل كل شيء ، يجب أن نفهم مصدر التداخل ، وضع الانتشار ، ثم نتخذ مقاييس مختلفة لهذه التداخلات.
أولاً ، مصدر تدخل العاكس
الأول هو التداخل من شبكة الطاقة الخارجية. التداخل التوافقي في الشبكة بشكل رئيسي من خلال عاكس تدخل إمدادات الطاقة العاكس. هناك عدد كبير من المصادر التوافقية في شبكة الطاقة مثل معدات المقوم المختلفة ، ومعدات تبادل التيار المتردد و DC ، ومعدات ضبط الجهد الإلكتروني ، والأحمال غير الخطية ومعدات الإضاءة. كل هذه الأحمال تجعل الجهد والتيار في الشبكة لإنتاج تشويه الموجي ، مما ينتج عنه تداخل ضار للمعدات الأخرى في الشبكة. مصدر الطاقة محول التردد من تداخل شبكة طاقة AC الملوثة إذا لم يتم التعامل معها ، فإن ضوضاء الشبكة ستكون من خلال محول تردد دائرة الطاقة. تداخل إمدادات الطاقة لمحول التردد هو (1) الجهد الزائد ، ونقص الجهد ، وفقدان الطاقة الفوري (2) زيادة ، انخفاض (3) تداخل نبض الجهد الجهد (4).
1 ، معدات محول الثايرستور على تدخل العاكس
عندما يكون هناك معدات محول ثايرستور كبيرة في شبكة إمدادات الطاقة ، لأن الثايرستور يجري دائمًا في جزء من كل دورة نصف مرحلة ، فمن السهل جعل جهد الجهد الشبكة مشوهة بشكل خطير. إنه يجعل من الممكن لدائرة المقوم على جانب الإدخال من العاكس أن تتلف بسبب حدوث جهد عكسي كبير ، مما قد يؤدي إلى انهيار دائرة الإدخال والحرق.
2 ، تدخل مكثف تعويض الطاقة مع العاكس
يحتوي قطاع الطاقة لعامل الطاقة لوحدة الطاقة على متطلبات معينة ، لهذا السبب ، يوجد العديد من المستخدمين في المحطة الفرعية باستخدام طريقة تعويض المكثفات المركزية لتحسين عامل الطاقة. في العملية العابرة لإدخال أو قطع مكثف التعويض ، من المحتمل أن يكون لجهد الشبكة قيمة ذروة عالية للغاية ، ونتيجة لذلك قد يتعرض الصمام الثنائي للمقوم لمحول التردد للجهد العكسي المفرط والانهيار.
ثانياً ، العاكس نفسه للتداخل الخارجي. جسر المقوم للعاكس هو حمولة غير خطي على الشبكة ، والتوافقيات التي يولدها تنتج تداخلًا متناسقًا للمعدات الإلكترونية والكهربائية الأخرى على نفس الشبكة. بالإضافة إلى ذلك ، يعتمد العاكس لمحول التردد في الغالب تقنية PWM ، عند العمل في وضع التبديل وجعل التبديل عالي السرعة ، يولد الكثير من ضوضاء الاقتران. لذلك ، فإن العاكس هو مصدر للتداخل الكهرومغناطيسي للمعدات الإلكترونية والكهربائية الأخرى في النظام.
التيارات المدخلات والمخرجات في العاكس تحتوي على العديد من التوافقيات العالية. بالإضافة إلى انخفاض التوافقيات التي يمكن أن تشكل فقدان الطاقة التفاعلي لمصدر الطاقة ، هناك العديد من المكونات التوافقية ذات التردد العالي للغاية. سوف ينشرون طاقتهم بطرق مختلفة ، مما يشكل إشارات التداخل إلى العاكس نفسه وغيرها من المعدات.
(1) إدخال الموجة الموجية الحالية ، جانب الإدخال من العاكس هو دائرة مرشح الصمام الثنائي ودائرة تصفية المكثف. من الواضح أن هناك تيارًا شحنًا في جسر المقوم فقط عندما يكون الجهد الجهد الكهربائي لمصدر الطاقة أكبر من UD Voltage UD في نهايات المكثف. لذلك ، يظهر تيار الشحن دائمًا بالقرب من قيمة السعة لجهد الإمداد في شكل موجة صدمة متقطعة. لديها مكون توافقي قوي. تُظهر البيانات أن المكونات التوافقية في التوافقيات الخامسة والسابعة في تيار المدخلات هي الأكبر ، والتي هي 80 ٪ و 70 ٪ من الموجة الأساسية 50 هرتز ، على التوالي.
(2) جهد الخرج والطول الموجي الحالي يتم استخدام الغالبية العظمى من جسر العاكس العاكس SPWM ، وجهد الخرج لدورة العمل وفقًا للتوزيع الجيبي لسلسلة من الموجة المستطيلة على شكل مستطيلة ؛ نظرًا للطبيعة الاستقرائية لتهدئة الجزء الثابت المحرك ، يكون تيار الجزء الثابت قريبًا جدًا من الموجة الجيبية. ومع ذلك ، فإن المكونات التوافقية المساوية لتردد الناقل لا تزال كبيرة.
ثانياً ، انتشار إشارة التداخل
يمكن أن ينتج محول التردد التوافقيات الأكبر للطاقة ، نظرًا للطاقة الأكبر ، تكون المعدات الأخرى على تداخل النظام قوية ، ومسار التداخل والمسار التداخل الكهرومغناطيسي العام متسق ، مقسمة بشكل رئيسي إلى التوصيل (اقتران الدائرة) ، والإشعاع الكهرومغناطيسي ، والاقتران الاستقرائي. على وجه التحديد: أولاً وقبل كل شيء ، المعدات الإلكترونية والكهربائية المحيطة بإنتاج الإشعاع الكهرومغناطيسي ؛ ثانياً ، يزداد محرك القيادة المباشرة لإنتاج الضوضاء الكهرومغناطيسية ، مما يجعل استهلاك الحديد والاستهلاك النحاسي ؛ وتداخل التوصيل في مصدر الطاقة ، من خلال شبكة التوزيع إلى معدات أخرى في النظام ؛ وأخيرا العاكس للخطوط الأخرى المجاورة لإنتاج اقتران استقرائي ، تحريض الجهد التداخل أو التيار. وبالمثل ، فإن إشارة التداخل في النظام من خلال نفس الطريقة للتدخل مع التشغيل العادي للعاكس.
(1)طريقة اقتران الدائرة ، أي من خلال انتشار شبكة إمدادات الطاقة. نظرًا لأن تيار المدخلات غير مملح ، عندما تكون سعة العاكس كبيرة ، فإنها ستجعل تشويه جهد الشبكة ، مما يؤثر على عمل المعدات الأخرى ، وفي نفس الوقت ، جانب الخرج من تداخل التوصيل الناتج عن المباشر زادت محرك فقدان النحاس المحرك ، وفقدان الحديد بشكل ملحوظ ، مما يؤثر على خصائص التشغيل للمحرك. من الواضح أن هذا هو النقل الرئيسي لإشارة تدخل تيار إدخال العاكس.
وضع البث.
(2) الاقتران الاستقرائي عندما تكون دائرة الإدخال أو دائرة الإخراج في العاكس قريبة من دائرة المعدات الأخرى ، سيتم اقتران الإشارة التوافقية العالية للعاكس بالمعدات الأخرى عن طريق الحث. هناك طريقتان للتحريض:
A ، طريقة الحث الكهرومغناطيسي ، والتي هي الطريقة الرئيسية لإشارة التداخل الحالية ؛
B ، طريقة الحث الإلكتروستاتيكي ، والتي هي الطريقة الرئيسية لإشارة تداخل الجهد.
(3)الإشعاع المحمول جواً ، أي الإشعاع الكهرومغناطيسي في الهواء ، وهو وضع الانتشار الرئيسي للمكونات التوافقية عالية التردد.
ثالثًا ، تدابير مضادة للتداخل في نظام التحكم في الترددات
وفقًا للمبادئ الأساسية للكهرومغناطيسية ، يجب أن يكون لتشكيل التداخل الكهرومغناطيسي (EMI) ثلاثة عناصر: مصادر التداخل الكهرومغناطيسي ، ومسارات التداخل الكهرومغناطيسي ، والأنظمة الحساسة للتداخل الكهرومغناطيسي. لمنع التداخل ، يمكن استخدام الأجهزة المضادة للمؤتمرات ومضاد البرامج. من بينها ، فإن الأجهزة المضادة للسخرية هي تطبيق نظام التدابير الأكثر أساسية والهامة لمكافحة الرماية ، بشكل عام من مقاومة والوقاية من الجانبين لتثبيط التداخل ، والمبدأ العام هو تثبيط مصدر التداخل والقضاء عليه ، وقطع ، وقطع. قبالة التداخل في القناة المقترنة بالنظام ، تقليل حساسية إشارة تداخل النظام. يمكن استخدام تدابير محددة في العزلة الهندسية ، والتصفية ، والدرع ، والتأريض وطرق أخرى.
1 ، ما يسمى بعزلة التداخل ، تشير إلى مصدر التداخل من الدائرة وعرضة لجزء التداخل من العزلة ، بحيث لا تحدث اتصال كهربائي. في نظام محرك التحكم في التردد ، عادةً بين دارات إمداد الطاقة ودارات مكبر الصوت على خط الطاقة باستخدام محولات العزل لتجنب توصيل التداخل ، يمكن تطبيق محول عزل مزود الطاقة على محول عزل الضوضاء.
2 ، في خط النظام لتعيين دور المرشح هو قمع إشارة التداخل من العاكس من خلال تدخل توصيل خط الطاقة إلى مصدر الطاقة من المحرك. من أجل تقليل الضوضاء الكهرومغناطيسية والخسارة ، يمكن إعداد جانب الخرج من محول التردد مرشح الإخراج ؛ من أجل تقليل تداخل إمدادات الطاقة ، يمكن إعداد جانب الإدخال من محول التردد مرشح الإدخال. إذا كانت هناك معدات إلكترونية حساسة في الخط ، فيمكن تعيين مرشح ضوضاء إمدادات الطاقة على خط الطاقة لتجنب تداخل التوصيل. في دوائر المدخلات والإخراج في العاكس ، بالإضافة إلى المكونات التوافقية السفلية أعلاه ، هناك العديد من التيارات التوافقية عالية التردد ، والتي ستنشر طاقتها بطرق مختلفة لتشكيل إشارات التداخل في المعدات الأخرى. المرشحات هي الوسائل الرئيسية المستخدمة لتخفيف المكونات التوافقية ذات التردد الأعلى. اعتمادًا على مكان استخدامها ، يمكن تصنيفها على أنها.
(1) مرشحات الإدخال هناك عادة نوعان من المرشحات:
أ. تتكون مرشحات الخط بشكل رئيسي من لفائف استقرائية. إنه يخفف من التيارات التوافقية المتوسطة التردد عن طريق زيادة مقاومة الخط عند الترددات العالية.
ب. تتكون مرشحات الإشعاع بشكل رئيسي من المكثفات عالية التردد. سوف تمتص المكونات التوافقية للتردد العالي مع الطاقة الإشعاعية.
(2) مرشح الإخراج يتكون أيضًا من ملف استقرائي. يمكن أن يضعف بشكل فعال المكونات التوافقية العالية في تيار الإخراج. إنه لا يلعب دور مكافحة التدخل فحسب ، بل يضعف أيضًا عزم الدوران الإضافي الناجم عن التيار التوافقي العالي في المحرك. بالنسبة لمقاييس مكافحة التداخل لإخراج محول التردد ، يجب الانتباه إلى الجوانب التالية:
أ. لا يُسمح لتوصيل المكثفات بجانب الخرج من محول التردد ، حتى لا تنتج ذروة شحن (أو تفريغ) في لحظة توصيل أنبوب العاكس (الإغلاق) ، مما قد يضر أنبوب العاكس ؛
ب. عندما يتكون مرشح الإخراج من دائرة LC ، يجب توصيل جانب مكثف الوصول في المرشح بجانب المحرك.
3 ، حماية مصدر التداخل هو الطريقة الأكثر فعالية لقمع التداخل. عادةً ما يكون محول التردد نفسه مع التدريع من الحديد ، لمنع تسرب التداخل الكهرومغناطيسي ؛ يتم تحديد خط الإخراج بشكل أفضل مع أنبوب فولاذي ، خاصة عند التحكم في محول التردد بالإشارات الخارجية ، يجب أن يكون خط الإشارة قصيرًا قدر الإمكان (عمومًا في غضون 20 مترًا) ، وخط الإشارة باستخدام التدريع المزدوج ، ومع يتم فصل خط الطاقة الرئيسي (AC380V) وخط التحكم (AC220V) تمامًا عن نفس المنبه أو حوض الخط ، ولا يتطلب أيضًا من خطوط المعدات الحساسة الإلكترونية التدريع. من أجل جعل التدريع فعالًا ، يجب أن يكون الدرع مستندًا بشكل موثوق.
4 ، يمكن أن يجعل التأريض الصحيح النظام يمنع التدخل الأجنبي بشكل فعال ، ولكن أيضًا لتقليل المعدات نفسها إلى تدخل العالم الخارجي. في التطبيق الفعلي للنظام ، بسبب خط صفر تولي الطاقة النظام (خط الوسط) ، لا يتم تقسيم الأرض (التأريض الوقائي ، تأريض النظام) ، أرضية محمية نظام التحكم (أرضية محمية إشارة التحكم وأرضي موصل الدائرة الرئيسية ) من الاتصال الفوضوي ، مما يقلل بشكل كبير من استقرار وموثوقية النظام.
بالنسبة للمحولات ، فإن التأريض الصحيح لمحطة الدائرة الرئيسية PE (E ، G) هو وسيلة مهمة لتحسين قدرة العاكس على قمع الضوضاء وتقليل تداخل العاكس ، لذلك يجب أن تؤخذ على محمل الجد في التطبيقات العملية. يجب أن لا تقل المساحة المستعرضة لموصل تأريض العاكس بشكل عام عن 2.5 مم 2 ، ويجب التحكم في الطول في غضون 20 مترًا. يوصى بأن لا يمكن أن تكون أساس أسس المعدات الأخرى المنفصلة ، ولا يمكن أن تكون أرضية شائعة.
5 ، استخدام المفاعل
في تيار المدخلات لمحول التردد في المكونات التوافقية ذات التردد السفلي (التوافقي الخامس ، التوافقي السابع ، التوافقي الحادي عشر ، التوافقي الثالث عشر ، وما إلى ذلك) ، تمثل نسبة عالية جدًا منها بالإضافة إلى التداخل المحتمل مع التشغيل الطبيعي للمعدات الأخرى ولكن أيضًا لأنهم يستهلكون كمية كبيرة من الطاقة التفاعلية ، بحيث يتم تقليل خط عامل الطاقة إلى حد كبير. يعد توتر مفاعل داخل دائرة الإدخال وسيلة فعالة لقمع التيارات التوافقية السفلية. اعتمادًا على وضع الأسلاك ، هناك نوعان رئيسيان:
(1) مفاعل متصل في سلسلة بين مزود الطاقة وجانب الإدخال من العاكس. وظائفها الرئيسية هي:
أ. قم بزيادة عامل الطاقة إلى (0. 75-0. 85) عن طريق قمع التيار التوافقي ؛
ب. إضعاف تيار inrush في دائرة الإدخال إلى العاكس ؛
ج ، إضعاف تأثير اختلال جهد إمدادات الطاقة.
(2) مفاعل DC متصل في سلسلة بين جسر المقوم وتصفية مكثف. لها وظيفة واحدة ، والتي تضعف المكونات التوافقية العالية في تيار الإدخال. ومع ذلك ، فهو أكثر فعالية من مفاعل AC في تحسين عامل الطاقة ، والذي يمكن أن يصل إلى 0. 95 ، وله مزايا بنية بسيطة وصغر حجمها.
6 ، الأسلاك العقلانية
بالنسبة لإشارة التداخل التي يتم نشرها من خلال طريقة الحث ، يمكن إضعافها عن طريق الأسلاك العقلانية. طرق محددة هي:
(1) يجب أن يكون خط الطاقة وخط الإشارة للمعدات بعيدًا عن خطوط الإدخال والإخراج في العاكس ؛
(2) يجب تجنب خطوط طاقة المعدات الأخرى وخطوط الإشارة وتوازي خطوط الإدخال والإخراج العاكس ؛
رابعا ، الاستنتاج
من خلال تحليل المصادر ومسارات انتشار التداخل في عملية تطبيق محول التردد ، تم طرح تدابير مضادة عملية لحل هذه المشكلات. من خلال التطبيق المستمر للتقنيات الجديدة والنظريات الجديدة على محولات التردد ، أصبح الاهتمام بمتطلبات EMC لمحولات التردد مشكلة يجب أن تواجهها تصميم وتطبيق أنظمة محرك التحكم في سرعة التردد ، وهي أيضًا واحدة من مفاتيح تطبيق محول التردد والترويج. من المتوقع أن يتم حل هذه المشكلات الموجودة في محول التردد من خلال وظيفة وتعويض محول التردد نفسه. يستمر الموقع الصناعي والبيئة الاجتماعية لمتطلبات محول التردد ، لتلبية الاحتياجات الفعلية لمحول التردد "الأخضر" الحقيقي قريبًا. نعتقد أنه سيتم حل مشكلة العاكس EMC بشكل فعال.