可変周波数速度制御システムの干渉防止対策

周波数変換器サポート機器のサプライヤーは、電磁気学の基本原理によれば、電磁干渉(EMI)には、電磁干渉源、電磁干渉経路、そして電磁干渉に敏感なシステムという3つの要素が必要であることを念頭に置いています。干渉を防ぐために、ハードウェア干渉防止とソフトウェア干渉防止を使用できます。その中でも、ハードウェア干渉防止は、アプリケーションシステムにとって最も基本的かつ重要な干渉防止対策です。一般的に、干渉は干渉防止と予防の2つの側面から抑制されます。一般的な原則は、干渉源を抑制・除去し、干渉がシステムに結合するチャネルを遮断し、システム干渉信号の感度を下げることです。エンジニアリングにおける具体的な対策としては、分離、フィルタリング、シールド、接地などの方法があります。

1. いわゆる干渉絶縁とは、干渉源を回路の感受性の高い部分から分離し、電気的接触を遮断することを指します。可変周波数速度制御伝送システムでは、伝導干渉を防止するために、電源と増幅回路間の電力線に絶縁トランスが通常使用されます。ノイズ絶縁トランスは、電源絶縁トランスとしても使用できます。

2. システム回路にフィルタを設置する目的は、周波数変換器から電力線を介してモータ電源に伝達される干渉信号を抑制することです。電磁ノイズと損失を低減するために、周波数変換器の出力側に出力フィルタを設置することができます。電力干渉を低減するために、周波数変換器の入力側に入力フィルタを設置することができます。回路内に敏感な電子機器がある場合は、伝導干渉を防止するために電力線に電源ノイズフィルタを設置することができます。周波数変換器の入出力回路には、前述の低周波高調波成分に加えて、多くの高周波高調波電流が存在し、これらのエネルギーは様々な方法で伝播し、他の機器への干渉信号を形成します。フィルタは、高周波高調波成分を減衰させるために使用される主な手段です。使用場所に応じて、次のように分類できます。

(1)入力フィルタには通常2つの種類がある。

a、ラインフィルタは主に誘導コイルで構成されています。高周波における回路のインピーダンスを高めることで、高周波の高調波電流を弱めます。

b、放射フィルタは主に高周波コンデンサで構成されており、放射エネルギーとともに高周波高調波成分を吸収します。

(2)出力フィルタも誘導コイルで構成されており、出力電流中の高次高調波成分を効果的に弱めることができます。干渉防止効果だけでなく、モータの高次高調波電流によって発生する付加トルクも弱めることができます。周波数変換器の出力端における干渉防止対策としては、以下の点に注意する必要があります。

a、周波数変換器の出力端子はコンデンサに接続しないでください。インバータ管のオン(オフ)時に大きなピーク充電(または放電)電流が発生し、インバータ管が損傷するのを防ぐためです。

b、出力フィルタがLC回路で構成される場合、フィルタのコンデンサ側をモータ側に接続する必要があります。

3. 干渉源を遮蔽することが、干渉を抑制する最も効果的な方法です。通常、周波数変換器自体は電磁干渉の漏洩を防ぐために鉄製のシェルで遮蔽されています。特に外部信号で周波数変換器を制御する場合は、出力線を鋼管で遮蔽するのが最適です。信号線は可能な限り短く(通常20m以内)、二重芯線で遮蔽し、主電源線(AC380V)および制御線(AC220V)から完全に分離する必要があります。同じ配管やトランク内に配置してはならず、周囲の電子機器の敏感なラインも遮蔽する必要があります。効果的な遮蔽を確保するためには、遮蔽カバーを確実に接地する必要があります。

4. 適切な接地は、システムへの外部干渉を効果的に抑制し、機器自体から外部への干渉を低減します。実際の応用システムでは、システム電源の中性線(中性線)、接地線(保護接地、システム接地)、制御システムシールド接地(制御信号シールド接地、主回路線シールド接地)の無秩序な接続は、システムの安定性と信頼性を著しく低下させます。

周波数変換器の場合、主回路端子PE(E、G)の適切な接地は、周波数変換器のノイズ抑制能力を向上させ、干渉を低減するための重要な手段です。したがって、実用上は特に重視する必要があります。周波数変換器の接地線の断面積は、通常2.5mm²以上とし、長さは20m以内に抑える必要があります。周波数変換器の接地は、他の電力機器の接地点とは分離し、共用しないことが推奨されます。

5. リアクターの使用

周波数変換器の入力電流における低周波高調波成分(第5高調波、第7高調波、第11高調波、第13高調波など)の割合は非常に高く、他の機器の正常な動作を妨げる可能性があるだけでなく、大きな無効電力を消費し、回線の力率を大きく低下させます。入力回路にリアクトルを直列に挿入することは、低周波高調波電流を抑制する効果的な方法です。配線位置の違いにより、主に2つのタイプがあります。

(1)リアクトルは、電源と周波数変換器の入力側の間に直列に接続されます。主な機能は次のとおりです。

a、高調波電流を抑制することで力率が(0.75~0.85)に向上します。

b、入力回路のサージ電流が周波数変換器に与える影響を弱める。

c、電源電圧の不均衡の影響を弱めます。

(2)直流リアクトルは、整流ブリッジとフィルタコンデンサの間に直列に接続されます。その機能は比較的単純で、入力電流の高次高調波成分を弱めるだけです。しかし、交流リアクトルよりも力率改善効果が高く、0.95に達します。また、構造が簡単で小型であるという利点があります。

6. 合理的な配線

誘導によって伝播する干渉信号は、適切な配線によって弱めることができます。具体的な方法には以下のものがあります。

(1)機器の電源線および信号線は、周波数変換器の入出力線から離して配置する必要がある。

(2)他の機器の電源線および信号線は、周波数変換器の入出力線と平行にならないようにする。