Los proveedores de equipos de soporte para convertidores de frecuencia le recuerdan que, según los principios básicos del electromagnetismo, la interferencia electromagnética (EMI) debe tener tres elementos: fuente de interferencia electromagnética, trayectoria de interferencia electromagnética y sistema sensible a la interferencia electromagnética. Para prevenir la interferencia, se pueden utilizar sistemas antiinterferentes de hardware y software. Entre ellos, el sistema antiinterferente de hardware es la medida antiinterferente más básica e importante para los sistemas de aplicación. Generalmente, la interferencia se suprime desde dos aspectos: antiinterferencia y prevención. El principio general consiste en suprimir y eliminar las fuentes de interferencia, cortar los canales de acoplamiento de interferencia al sistema y reducir la sensibilidad de las señales de interferencia del sistema. Las medidas específicas en ingeniería pueden incluir aislamiento, filtrado, blindaje, conexión a tierra y otros métodos.
1. El aislamiento de interferencias se refiere al aislamiento de la fuente de interferencia de las partes susceptibles del circuito, evitando así el contacto eléctrico entre ellas. En sistemas de transmisión con control de velocidad de frecuencia variable, se suelen utilizar transformadores de aislamiento en las líneas eléctricas entre la fuente de alimentación y los circuitos amplificadores para evitar interferencias conducidas. Los transformadores de aislamiento de ruido se pueden utilizar para transformadores de aislamiento de potencia.
2. El propósito de instalar filtros en el circuito del sistema es suprimir las señales de interferencia transmitidas desde el convertidor de frecuencia a través de la línea eléctrica hasta la fuente de alimentación del motor. Para reducir el ruido electromagnético y las pérdidas, se puede instalar un filtro de salida en la salida del convertidor de frecuencia; para reducir la interferencia de potencia, se puede instalar un filtro de entrada en la entrada. Si hay dispositivos electrónicos sensibles en el circuito, se puede instalar un filtro de ruido de potencia en la línea eléctrica para evitar interferencias conducidas. En los circuitos de entrada y salida de un convertidor de frecuencia, además de los componentes armónicos de baja frecuencia mencionados anteriormente, también existen numerosas corrientes armónicas de alta frecuencia que propagan su energía de diversas maneras, generando señales de interferencia a otros dispositivos. Los filtros son el principal medio para atenuar los componentes armónicos de alta frecuencia. Según su uso, se pueden dividir en:
(1) Generalmente hay dos tipos de filtros de entrada:
a、 Los filtros de línea se componen principalmente de bobinas inductivas. Debilitan las corrientes armónicas de alta frecuencia al aumentar la impedancia del circuito a altas frecuencias.
b、 Los filtros de radiación se componen principalmente de condensadores de alta frecuencia. Absorben los componentes armónicos de alta frecuencia con la energía radiada.
(2) El filtro de salida también está compuesto por bobinas inductivas. Puede atenuar eficazmente los componentes armónicos de alto orden en la corriente de salida. No solo tiene un efecto antiinterferente, sino que también puede atenuar el par adicional causado por las corrientes armónicas de alto orden en el motor. Para las medidas antiinterferentes en la salida del convertidor de frecuencia, se deben tener en cuenta los siguientes aspectos:
a、 No se permite conectar el terminal de salida del convertidor de frecuencia a un capacitor, para evitar generar una gran corriente de carga (o descarga) pico en el momento en que se enciende (apaga) el tubo inversor, lo que puede dañar el tubo inversor;
b、 Cuando el filtro de salida está compuesto por un circuito LC, el lado del filtro conectado al capacitor debe estar conectado al lado del motor.
3. El blindaje de las fuentes de interferencia es la forma más eficaz de suprimirlas. Normalmente, el convertidor de frecuencia se blinda con una carcasa de hierro para evitar fugas de interferencias electromagnéticas. Es recomendable blindar la línea de salida con tubos de acero, especialmente al controlar el convertidor de frecuencia con señales externas. La línea de señal debe ser lo más corta posible (generalmente, no más de 20 m), blindada con dos conductores y completamente separada de la línea de alimentación principal (380 V CA) y de la línea de control (220 V CA). No debe colocarse en la misma tubería o canalización, y las líneas de equipos electrónicos sensibles circundantes también deben blindarse. Para garantizar un blindaje eficaz, la cubierta de blindaje debe estar conectada a tierra de forma fiable.
4. Una correcta conexión a tierra puede suprimir eficazmente las interferencias externas en el sistema y reducir la interferencia del propio equipo con el exterior. En sistemas de aplicación práctica, la conexión desordenada de la línea neutra de alimentación (línea neutra), la línea de tierra (tierra de protección, tierra del sistema) y la tierra de protección del sistema de control (tierra de protección de la señal de control y tierra de protección del cable del circuito principal) reduce considerablemente la estabilidad y la fiabilidad del sistema.
En los convertidores de frecuencia, la correcta conexión a tierra de los terminales PE (E, G) del circuito principal es fundamental para mejorar la capacidad de supresión de ruido y reducir las interferencias. Por lo tanto, es fundamental en la práctica. La sección transversal del cable de tierra del convertidor de frecuencia no debe ser inferior a 2,5 mm² y su longitud debe ser inferior a 20 m. Se recomienda que la conexión a tierra del convertidor de frecuencia esté separada de las de otros equipos eléctricos y no se comparta.
5. Uso de reactores
La proporción de componentes armónicos de baja frecuencia (5.º armónico, 7.º armónico, 11.º armónico, 13.º armónico, etc.) en la corriente de entrada del convertidor de frecuencia es muy alta. Además de interferir con el funcionamiento normal de otros equipos, también consumen una gran cantidad de potencia reactiva, lo que reduce considerablemente el factor de potencia de la línea. Insertar una reactancia en serie en el circuito de entrada es un método eficaz para suprimir las corrientes de armónicos de baja frecuencia. Según las diferentes posiciones del cableado, existen principalmente dos tipos:
(1) El reactor se conecta en serie entre la fuente de alimentación y la entrada del convertidor de frecuencia. Sus principales funciones son:
a、 Al suprimir las corrientes armónicas, el factor de potencia aumenta a (0,75-0,85);
b、 Debilitar el impacto de la corriente de sobretensión en el circuito de entrada del convertidor de frecuencia;
c、 Debilitar el impacto del desequilibrio del voltaje de la fuente de alimentación.
(2) La reactancia de CC se conecta en serie entre el puente rectificador y el condensador de filtrado. Su función es relativamente simple: debilitar los componentes armónicos de alto orden en la corriente de entrada. Sin embargo, es más eficaz que las reactancias de CA para mejorar el factor de potencia, llegando a 0,95, y presenta las ventajas de una estructura simple y un tamaño reducido.
6. Cableado razonable
Las señales de interferencia propagadas por inducción pueden atenuarse mediante un cableado adecuado. Los métodos específicos incluyen:
(1) Las líneas de alimentación y señal del equipo deben mantenerse alejadas de las líneas de entrada y salida del convertidor de frecuencia;
(2) Las líneas de alimentación y señal de otros dispositivos deben evitar ser paralelas a las líneas de entrada y salida del convertidor de frecuencia;