变频器干扰仪表控制系统的分析及处理 张志鹏

发表时间:2021/6/8   来源:《基层建设》2021年第4期   作者:张志鹏
[导读] 摘要:随着日益发展成熟的变频技术及变频器在多个行业中得到越来越广泛的应用和普及,因此要高度关注变频器干扰仪表控制系统的优化和完善工作,使其优势和价值得到更显著的提升。
        沈阳皇姑热电有限公司  辽宁沈阳  110000
        摘要:随着日益发展成熟的变频技术及变频器在多个行业中得到越来越广泛的应用和普及,因此要高度关注变频器干扰仪表控制系统的优化和完善工作,使其优势和价值得到更显著的提升。结合这样的情况,本文重点针对变频器运行原理以及干扰特性和相关方面的应对策略等内容进行探讨,希望本文的分析能够为相关从业人员提供一定的启示。
        关键词:变频器;干扰仪表;控制系统;应用策略
        一、引言
        在具体的应用过程中,变频器能够呈现出十分良好的优势和价值,它的功率和效率都比较高,而且具备优质的调速功能,因此在相关企业的工厂运行过程中可以得到广泛的应用,但是变频器在运行的过程中也会产生一定程度的谐波干扰情况,而此类情况对于工厂的运行会造成很大程度的电磁污染,同时也会干扰到自动化控制系统,进而导致监测系统可能出现不同程度的故障。如果这样的干扰问题不能得到切实的解决,就无法确保控制系统安全稳定的运行,同时对于其他的相关电气设备的运行质量也会造成负面影响。据此,有必要针对变频器干扰仪表控制系统的运行原理、干扰特性和相应的实施对策等内容进行探讨。
        二、变频器的运行原理以及具体作用
        1.运行原理
        主电路是给异步电动机提供调压调频电源的电力变换部分,变频器的主电路主要分成两种类别,也就是电压型和电流型,通常情况下我们所称之为的电压型主要指的是把电压源的直流变换为交流的变频器,直流回路的滤波是电容。电流型是将电流源的直流变换为交流的变频器,其直流回路滤波是电感。 它由三部分构成,将工频电源变换为直流功率的“整流器”,吸收在变流器和逆变器产生的电压脉动的“平波回路”,以及将直流功率变换为交流功率的“逆变器”。变频器的组成结构包括多种控制系统和结果,相关部件的对于电流和设备本身的操控能力,主要是充分利用中央控制系统和相对应的监测程序等关键系统和功能来有效实现的,在对其进行精准控制和操作的工作,变频器主要是通过自身的分层设计思路,来针对相关控制功能进行有效执行。与此同时,确保电力系统中的线路设备和工作区域划分成多个层次,针对具体内容进行针对性的控制,这样能够在更大程度上提升电力系统控制效率,使其工作机制更安全可靠,具备科学性,合理性。同时对于控制系统的程序和步骤也能够起到有效的简化和优化作用,以此在更大程度上提升运行机制的效率和质量,为精准管控奠定基础。同时控制机制也能够结合具体需求捕捉相对应的信息,然后进行针对性的控制,这样能够呈现出更加良好的效果。
        2.主要作用
        随着技术水平的逐渐提升,利用变频器作为调节速度的技术也越来越成熟完善,随着智能化技术和自动技术的进一步发展,变频器的功能也不断的强化和优化,所涉及的内部系统应用更加高效,由此使得变频器设备的使用质量和效率得到功能显著的提升。同时,通过变频器的应用,这样能够充分实现节能将耗的效果,可以更有效的利用设备启动模式,有效降低相关设备和装置在运行过程中可能出现的磨损或者机械冲击,从而在更大程度上有效减缓设备的老化程度和速度。
        三、变频器的干扰特性分析
        变频器是集自动控制、电力电子、通信等技术于一体的一种高科技设备,目前,变频器在各个行业和领域中得到更加广泛深入的应用,与此同时也成为交流异步电机调速的主流方式,随着变频器应用范围的日益拓宽,它所呈现出的节能效果精准度和调速范围也呈现出更为显著的优势,为相关生产企业带来更大的经济效益。然而需要注意的是,在变频器的应用过程中,变频器所造成的电磁干扰也更为突出,这对于企业的正常运行和良性发展会造成很大的影响,从某种程度上来说,已经成为影响电力通信发展的关键因素。


        从变频器产生干扰的根源来看,主要是因为变频器的主电路通常情况下是由交流—直流—交流组成,在变频器的电路中需要用到整流器、微控制器和大功率的电力电子开关等非线性器件,这些非线性器件在具体工作环节会出现比较多的谐波,针对大功率电力电子开关器件而言,在通断的过程中很可能出现比较大的电压电流高频脉冲信号,以及由此形成的电压电流尖峰,此类情况会在很大程度上影响到电网,同时对于通信和控制系统也会造成很大的干扰,严重的情况下甚至可能导致整个通信系统瘫痪。变频器中由于大量应用了斩波和逆变装置,所以它的直流电压源通常情况下是由二极管不可控整流经过电容滤波之后得到的,因此所形成的谐波问题更为严重,通常情况下变频器并不会在很大程度上影响到容量比较大的电力系统,但是针对某些局域小容量的系统而言,就会产生十分严重的影响,变频器的功率越大,所导致的谐波电网影响会更为严重。
        除此之外,从根本上来讲,变频器所产生的干扰的主要原因在于变频器本身电路的非线性,为了限制变频装置对电网的谐波干扰,美国电气和电子协会(IEEE)制定了IEEE-519并作为美国国家标准,从根本上有效规避设备产生的谐波电流传输到电网中,对电网中的其它用电设备造成不良影响。
        四、变频器干扰仪表控制系统的处理措施
        1控制改善变频器工作时对其他设备的干扰措施
        第一,在变频器与电动机之间合理使用输出电抗器,以此从根本上有效减少变频器在能量传输过程中对于线路所产生的电磁辐射。电路中采用交流/直流电抗器,这样能够从根本上有效避免或者减少谐波电流所造成的干扰。第二,采用有源滤波器,滤波器通过对电流中高次谐波展开相对应的检测工作,然后进一步结合检测结果,输入和结果相反电位的电流,这样能够进一步有效进行谐波电流补偿,从而从根本上有效规避系统阻抗发生谐振。第三,使用无谐波污染的绿色变频器,绿色变频器中电流通常情况下都是通过正弦波的形式输入输出的,它的输出功率因数具有比较良好的可控性,不管任何负载都可以确保功率因数稳定为1,并且可获得可控的稳定输出功率。
        2增强其他设备对变频器谐波控制方案
        第一,采用创新且适宜滤波器滤波解决手段。如果电路中有比较稳定的干扰频率,可以有效采取该方式来针对该问题进行处理。针对比较固定的频率,滤波器能够有效阻断干扰信号,过滤电磁噪声谐波,因此从根本上有效规避用电器本身可能导致电源受到干扰,有效利用滤波器的方式能够解决电路中存在的相关问题,可以在仪表回路中有针对性的引入谐波电路,应用变频器专用滤波器件,这样能够对相应的干扰起到切实有效的削弱或者规避的效果。第二,采用单独且标准的接地解决措施。如果电路中出现比较明显的强干扰频率滤波,无法针对干扰问题进行克服和解决,当变频器运行的过程中产生的电磁干扰超过控制频率范围并产生快速变化的强电磁干扰,可以有针对性地利用接地方式来切实解决,在应用接地方案针对变化频率进行解决的过程中,要着重做好仪表接地工作,与此同时也可以有针对性的应用接地的电阻、避免与电气零混的方式,采用单独的仪表接地等。第三,实施屏蔽隔离方案解决手段。在仪表接地时可采用屏蔽电缆代替信号电缆,将屏蔽层和探头信号的负端相接,只需要在一端进行接地,以此有效呈现出屏蔽隔离的效果。
        结束语
        综上所述,在当前的社会生产过程中,越来越广泛的应用变频器,通过变频器的应用能够实现节能降耗的效果,同时对于电路也能够起到应有的保护作用,但是因为变频器所呈现出的特点和功能有着很大的差异性,所以要选择相适应的变频器,有效规避干扰问题,采取行之有效的防护方法,以此确保变频器应用质量得到显著提升,具备良好的功能性。
        参考文献:
        [1]徐殿国,刘晓峰,于泳.变频器故障诊断及容错控制研究综述[J].电工技术学报,2015,3021:1-12.
        [2]柏学,陈娜.变频器的选用及故障干扰处理探讨[J].科技传播,2016,813:194+198.
        [3]张彦伟,朱永庆,王飞,杨双业,董兴华.钻机变频器干扰问题的分析与处理[J].机械工程师,2016,0(9):85-87.
        [4]茹鑫.洗煤厂变频器干扰的影响及抗干扰措施分析[J].内蒙古煤炭经济,2017,0(7):41-41.
        [5]李巧龙,俞万能.太阳能游览船舶火灾报警系统抗干扰设计[J].船电技术,2018,38(2):13-17.
投稿 打印文章 转寄朋友 留言编辑 收藏文章
  期刊推荐
1/1
转寄给朋友
朋友的昵称:
朋友的邮件地址:
您的昵称:
您的邮件地址:
邮件主题:
推荐理由:

写信给编辑
标题:
内容:
您的昵称:
您的邮件地址: