Os fornecedores de equipamentos de suporte para conversores de frequência lembram que, de acordo com os princípios básicos do eletromagnetismo, a interferência eletromagnética (EMI) deve ter três elementos: fonte de interferência eletromagnética, caminho de interferência eletromagnética e sistema sensível à interferência eletromagnética. Para prevenir a interferência, podem ser utilizadas medidas de supressão de interferência por hardware e por software. Dentre elas, a supressão por hardware é a medida mais básica e importante para sistemas de aplicação. Geralmente, a supressão de interferência é feita sob duas perspectivas: anti-interferência e prevenção. O princípio geral é suprimir e eliminar as fontes de interferência, cortar os canais de acoplamento da interferência ao sistema e reduzir a sensibilidade do sistema aos sinais de interferência. Medidas específicas em engenharia podem incluir isolamento, filtragem, blindagem, aterramento e outros métodos.
1. O chamado isolamento de interferência refere-se ao isolamento da fonte de interferência das partes suscetíveis do circuito, de modo que não haja contato elétrico entre elas. Em sistemas de transmissão com controle de velocidade por frequência variável, transformadores de isolamento são geralmente usados nas linhas de energia entre a fonte de alimentação e os circuitos amplificadores para evitar interferências conduzidas. Transformadores de isolamento de ruído podem ser usados como transformadores de isolamento de potência.
2. O objetivo da instalação de filtros no circuito do sistema é suprimir os sinais de interferência transmitidos do conversor de frequência para a fonte de alimentação do motor através da linha de energia. Para reduzir o ruído eletromagnético e as perdas, um filtro de saída pode ser instalado na saída do conversor de frequência; para reduzir a interferência na rede elétrica, um filtro de entrada pode ser instalado na entrada do conversor de frequência. Se houver dispositivos eletrônicos sensíveis no circuito, um filtro de ruído de rede pode ser instalado na linha de energia para evitar interferências conduzidas. Nos circuitos de entrada e saída de um conversor de frequência, além dos componentes harmônicos de baixa frequência mencionados anteriormente, também existem muitas correntes harmônicas de alta frequência que propagam sua energia de diversas maneiras, gerando sinais de interferência para outros dispositivos. Os filtros são os principais meios utilizados para atenuar os componentes harmônicos de alta frequência. De acordo com os diferentes locais de uso, eles podem ser divididos em:
(1) Normalmente existem dois tipos de filtros de entrada:
a) Os filtros de linha são compostos principalmente por bobinas indutivas. Eles atenuam as correntes harmônicas de alta frequência aumentando a impedância do circuito em altas frequências.
b) Os filtros de radiação são compostos principalmente de capacitores de alta frequência. Eles absorvem os componentes harmônicos de alta frequência juntamente com a energia irradiada.
(2) O filtro de saída também é composto por bobinas indutivas. Ele pode efetivamente atenuar os componentes harmônicos de alta ordem na corrente de saída. Além de ter um efeito anti-interferência, ele também pode reduzir o torque adicional causado por correntes harmônicas de alta ordem no motor. Para medidas anti-interferência na extremidade de saída do conversor de frequência, os seguintes aspectos devem ser observados:
a) O terminal de saída do conversor de frequência não deve ser conectado a um capacitor, para evitar a geração de uma grande corrente de pico de carga (ou descarga) no momento em que a válvula inversora é ligada (desligada), o que pode danificar a válvula inversora;
b) Quando o filtro de saída for composto por um circuito LC, o lado do filtro conectado ao capacitor deve ser conectado ao lado do motor.
3. Blindar as fontes de interferência é a maneira mais eficaz de suprimir interferências. Normalmente, o próprio conversor de frequência é blindado com uma carcaça de ferro para evitar vazamento de interferência eletromagnética; o ideal é blindar a linha de saída com tubos de aço, especialmente ao controlar o conversor de frequência com sinais externos. A linha de sinal deve ser o mais curta possível (geralmente dentro de 20 m), e deve ser blindada com condutores duplos e completamente separada da linha de alimentação principal (AC380V) e da linha de controle (AC220V). Não deve ser instalada no mesmo duto ou canaleta, e as linhas de equipamentos eletrônicos sensíveis ao redor também devem ser blindadas. Para garantir uma blindagem eficaz, a cobertura de blindagem deve ser aterrada de forma confiável.
4. Um aterramento adequado pode suprimir eficazmente a interferência externa no sistema e reduzir a interferência do próprio equipamento com o mundo exterior. Em sistemas de aplicação prática, a conexão caótica da linha neutra de alimentação (linha neutra), da linha de aterramento (aterramento de proteção, aterramento do sistema) e do aterramento de blindagem do sistema de controle (aterramento de blindagem do sinal de controle e aterramento de blindagem do fio do circuito principal) reduz significativamente a estabilidade e a confiabilidade do sistema.
Para conversores de frequência, o aterramento correto dos terminais do circuito principal PE (E, G) é fundamental para melhorar a capacidade de supressão de ruído do conversor e reduzir interferências. Portanto, sua importância deve ser considerada em aplicações práticas. A área da seção transversal do fio de aterramento do conversor de frequência geralmente não deve ser inferior a 2,5 mm² e seu comprimento deve ser controlado em até 20 m. Recomenda-se que o aterramento do conversor de frequência seja separado dos pontos de aterramento de outros equipamentos elétricos e não compartilhado.
5. Utilizando reatores
A proporção de componentes harmônicos de baixa frequência (5ª, 7ª, 11ª, 13ª, etc.) na corrente de entrada do conversor de frequência é muito alta. Além de possivelmente interferirem no funcionamento normal de outros equipamentos, esses componentes também consomem uma grande quantidade de potência reativa, reduzindo significativamente o fator de potência da rede. Inserir um reator em série no circuito de entrada é um método eficaz para suprimir as correntes harmônicas de baixa frequência. De acordo com as diferentes posições de fiação, existem principalmente dois tipos:
(1) O reator é conectado em série entre a fonte de alimentação e a entrada do conversor de frequência. Suas principais funções incluem:
a、 Ao suprimir as correntes harmônicas, o fator de potência é aumentado para (0,75-0,85);
b) Atenuar o impacto da corrente de surto no circuito de entrada do conversor de frequência;
c) Atenuar o impacto do desequilíbrio na tensão da fonte de alimentação.
(2) O reator CC é conectado em série entre a ponte retificadora e o capacitor de filtragem. Sua função é relativamente simples, que é atenuar os componentes harmônicos de alta ordem na corrente de entrada. Mas é mais eficaz do que os reatores CA na melhoria do fator de potência, atingindo 0,95, e tem as vantagens de estrutura simples e tamanho reduzido.
6. Fiação adequada
Para sinais de interferência propagados por indução, eles podem ser atenuados por meio de fiação adequada. Os métodos específicos incluem:
(1) As linhas de alimentação e de sinal do equipamento devem ser mantidas afastadas das linhas de entrada e saída do conversor de frequência;
(2) As linhas de alimentação e de sinal de outros dispositivos devem evitar ser paralelas às linhas de entrada e saída do conversor de frequência;