Dodavatelé podpůrného zařízení pro měniče kmitočtu připomínají, že podle základních principů elektromagnetismu musí mít elektromagnetické rušení (EMI) tři prvky: zdroj elektromagnetického rušení, cestu elektromagnetického rušení a systém citlivý na elektromagnetické rušení. Pro prevenci rušení lze použít hardwarové a softwarové opatření proti rušení. Hardwarové opatření proti rušení je mezi nimi nejzákladnějším a nejdůležitějším opatřením proti rušení pro aplikační systémy. Rušení je obecně potlačováno ze dvou hledisek: potlačením rušení a prevencí. Obecným principem je potlačení a eliminace zdrojů rušení, přerušení vazebných kanálů rušení k systému a snížení citlivosti signálů rušení systému. Mezi specifická opatření v inženýrství patří izolace, filtrování, stínění, uzemnění a další metody.
1. Takzvaná izolace rušení označuje izolaci zdroje rušení od citlivých částí obvodu tak, aby nedošlo k elektrickému kontaktu. V přenosových systémech s proměnnou frekvencí a regulací otáček se na silových vedeních mezi napájecím zdrojem a zesilovacími obvody obvykle používají oddělovací transformátory, aby se zabránilo vedení rušení. Pro výkonové oddělovací transformátory lze použít odrušovací transformátory.
2. Účelem instalace filtrů v systémovém obvodu je potlačení rušivých signálů přenášených z frekvenčního měniče přes elektrické vedení do napájení z motoru. Pro snížení elektromagnetického šumu a ztrát lze na výstupní stranu frekvenčního měniče instalovat výstupní filtr. Pro snížení rušení napájení lze na vstupní stranu frekvenčního měniče instalovat vstupní filtr. Pokud jsou v obvodu citlivá elektronická zařízení, lze na elektrické vedení instalovat filtr rušení napájení, který zabraňuje rušení šířenému vedením. Ve vstupních a výstupních obvodech frekvenčního měniče se kromě výše zmíněných nižších harmonických složek nachází také mnoho vysokofrekvenčních harmonických proudů, které šíří svou energii různými způsoby a vytvářejí rušivé signály do jiných zařízení. Filtry jsou hlavním prostředkem používaným k útlumu vysokofrekvenčních harmonických složek. Podle různých míst použití je lze rozdělit na:
(1) Obvykle existují dva typy vstupních filtrů:
a、 Síťové filtry se skládají převážně z indukčních cívek. Zeslabují harmonické proudy vyšších frekvencí zvýšením impedance obvodu při vysokých frekvencích.
b、 Radiační filtry se skládají převážně z vysokofrekvenčních kondenzátorů. Ty absorbují vysokofrekvenční harmonické složky s vyzařovanou energií.
(2) Výstupní filtr se také skládá z indukčních cívek. Může účinně oslabit vyšší harmonické složky ve výstupním proudu. Nejenže má rušivý účinek, ale může také oslabit dodatečný točivý moment způsobený vyššími harmonickými proudy v motoru. Pro opatření proti rušení na výstupním konci měniče kmitočtu je třeba zohlednit následující aspekty:
a、 Výstupní svorka frekvenčního měniče nesmí být připojena ke kondenzátoru, aby se zabránilo generování velkého špičkového nabíjecího (nebo vybíjecího) proudu v okamžiku zapnutí (vypnutí) elektronky měniče, což by mohlo elektronku měniče poškodit.
b. Pokud je výstupní filtr tvořen LC obvodem, strana filtru připojená ke kondenzátoru musí být připojena ke straně motoru.
3. Stínění zdrojů rušení je nejúčinnějším způsobem potlačení rušení. Obvykle je samotný měnič kmitočtu stíněn železným pláštěm, aby se zabránilo úniku elektromagnetického rušení. Výstupní vedení je nejlepší stínit ocelovými trubkami, zejména při ovládání měniče kmitočtu externími signály. Signální vedení by mělo být co nejkratší (obvykle do 20 m) a signální vedení by mělo být stíněno dvěma žilami a zcela odděleno od hlavního napájecího vedení (380 V AC) a řídicího vedení (220 V AC). Nesmí být umístěno ve stejném potrubí nebo kabelovém kanálu a měla by být stíněna i okolní vedení citlivých elektronických zařízení. Pro zajištění účinného stínění musí být stínící kryt spolehlivě uzemněn.
4. Správné uzemnění může účinně potlačit vnější rušení v systému a snížit rušení samotného zařízení s okolním světem. V praktických aplikačních systémech chaotické propojení neutrálního vodiče napájecího systému (neutrální vodič), uzemňovacího vodiče (ochranné uzemnění, uzemnění systému) a stínicího uzemnění řídicího systému (stínicí uzemnění řídicího signálu a stínicí uzemnění hlavního vodiče) výrazně snižuje stabilitu a spolehlivost systému.
U frekvenčních měničů je správné uzemnění svorek PE (E, G) hlavního obvodu důležitým prostředkem pro zlepšení schopnosti potlačení šumu frekvenčním měničem a snížení jeho rušení. Proto musí být v praktických aplikacích vysoce ceněno. Průřez zemnícího vodiče frekvenčního měniče by obecně neměl být menší než 2,5 mm2 a délka by měla být kontrolována do 20 m. Doporučuje se, aby uzemnění frekvenčního měniče bylo odděleno od uzemňovacích bodů ostatních výkonových zařízení a nebylo sdíleno.
5. Použití reaktorů
Podíl nízkofrekvenčních harmonických složek (5. harmonická, 7. harmonická, 11. harmonická, 13. harmonická atd.) ve vstupním proudu frekvenčního měniče je velmi vysoký. Kromě toho, že mohou narušovat normální provoz ostatních zařízení, spotřebovávají také velké množství jalového výkonu, což výrazně snižuje účiník vedení. Zapojení tlumivky sériově do vstupního obvodu je účinnou metodou pro potlačení proudů nižších harmonických. Podle různých poloh zapojení existují hlavně dva typy:
(1) Tlumivka je zapojena sériově mezi napájecí zdroj a vstupní stranu měniče kmitočtu. Mezi její hlavní funkce patří:
a、 Potlačením harmonických proudů se účiník zvýší na (0,75–0,85);
b、 Oslabení vlivu přepěťového proudu ve vstupním obvodu na měnič kmitočtu;
c、 Oslabte dopad nerovnováhy napětí v napájecím zdroji.
(2) Stejnosměrná tlumivka je zapojena sériově mezi usměrňovací můstek a filtrační kondenzátor. Její funkce je relativně jednoduchá, spočívá v oslabení vyšších harmonických složek vstupního proudu. Je však účinnější než střídavé tlumivky ve zlepšení účiníku, který dosahuje 0,95, a má výhody jednoduché konstrukce a malých rozměrů.
6. Rozumné zapojení
Interferenční signály šířené indukcí lze zeslabit vhodným zapojením. Mezi konkrétní metody patří:
(1) Napájecí a signální vedení zařízení by měla být udržována v dostatečné vzdálenosti od vstupních a výstupních vedení frekvenčního měniče;
(2) Napájecí a signální vodiče jiných zařízení by neměly být paralelní se vstupními a výstupními vodiči frekvenčního měniče;