Постачальники допоміжного обладнання для перетворювачів частоти нагадують, що згідно з основними принципами електромагнітної діагностики, електромагнітні перешкоди (EMI) повинні мати три елементи: джерело електромагнітних перешкод, шлях електромагнітних перешкод та систему, чутливу до електромагнітних перешкод. Для запобігання перешкодам можна використовувати апаратне та програмне забезпечення захисту від перешкод. Серед них апаратне забезпечення захисту від перешкод є найважливішим заходом захисту від перешкод для прикладних систем. Загалом, перешкоди пригнічуються з двох аспектів: запобігання перешкодам та їх запобігання. Загальний принцип полягає в придушенні та усуненні джерел перешкод, відключенні каналів зв'язку перешкод із системою та зниженні чутливості сигналів перешкод системи. Конкретні заходи в інженерії можуть включати ізоляцію, фільтрацію, екранування, заземлення та інші методи.
1. Так звана ізоляція від перешкод стосується ізоляції джерела перешкод від чутливих частин кола, щоб вони не мали електричного контакту. У системах передачі зі змінною частотою та регулюванням швидкості на лініях електропередач між ланцюгами джерела живлення та підсилювача зазвичай використовуються ізоляційні трансформатори для запобігання кондуктивним перешкодам. Для силових ізоляційних трансформаторів можна використовувати шумоізоляційні трансформатори.
2. Метою встановлення фільтрів у системному колі є придушення сигналів перешкод, що передаються від перетворювача частоти через лінію живлення до джерела живлення від двигуна. Для зменшення електромагнітних шумів та втрат на вихідній стороні перетворювача частоти можна встановити вихідний фільтр; для зменшення перешкод живлення можна встановити вхідний фільтр на вхідній стороні перетворювача частоти. Якщо в колі є чутливі електронні пристрої, на лінії живлення можна встановити фільтр перешкод живлення, щоб запобігти кондуктивним перешкодам. У вхідних та вихідних колах перетворювача частоти, крім згаданих вище нижчих гармонік, також є багато високочастотних гармонік, які поширюватимуть свою енергію різними способами, утворюючи сигнали перешкод для інших пристроїв. Фільтри є основним засобом, що використовується для послаблення високочастотних гармонік. Залежно від місця використання, їх можна розділити на:
(1) Зазвичай існує два типи вхідних фільтрів:
a、 Лінійні фільтри в основному складаються з індуктивних котушок. Вони послаблюють струми гармонік вищої частоти, збільшуючи імпеданс кола на високих частотах.
b. Радіаційні фільтри в основному складаються з високочастотних конденсаторів. Вони поглинають високочастотні гармонічні складові разом з випромінюваною енергією.
(2) Вихідний фільтр також складається з індуктивних котушок. Він може ефективно послаблювати складові вищих гармонік у вихідному струмі. Він не тільки має протиперешкодний ефект, але й може послаблювати додатковий крутний момент, спричинений струмами вищих гармонік у двигуні. Щодо протиперешкодних заходів на вихідному кінці перетворювача частоти необхідно враховувати такі аспекти:
a、 Вихідний термінал перетворювача частоти не дозволяється підключати до конденсатора, щоб уникнути генерації великого пікового струму зарядки (або розрядки) в момент увімкнення (вимикання) інверторної лампи, що може пошкодити інверторну лампу;
b. Коли вихідний фільтр складається з LC-контура, сторона фільтра, підключена до конденсатора, повинна бути підключена до сторони двигуна.
3. Екранування джерел перешкод є найефективнішим способом придушення перешкод. Зазвичай сам перетворювач частоти екранується залізною оболонкою для запобігання витоку електромагнітних перешкод; найкраще екранувати вихідну лінію сталевими трубами, особливо під час керування перетворювачем частоти зовнішніми сигналами. Сигнальна лінія повинна бути якомога коротшою (зазвичай до 20 м), а сигнальна лінія повинна бути екранована двома жилами та повністю відокремлена від основної лінії живлення (AC380V) та лінії керування (AC220V). Її не можна розміщувати в одному трубопроводі або кабель-каналі, а навколишні лінії чутливого електронного обладнання також повинні бути екрановані. Для забезпечення ефективного екранування екранувальний кожух має бути надійно заземлений.
4. Правильне заземлення може ефективно придушити зовнішні перешкоди в системі та зменшити перешкоди самого обладнання для зовнішнього світу. У практичних системах хаотичне з'єднання нейтральної лінії живлення системи (нейтральна лінія), лінії заземлення (захисне заземлення, заземлення системи) та екрануючого заземлення системи керування (екрануюче заземлення сигналу керування та екрануюче заземлення проводу головного кола) значно знижує стабільність та надійність системи.
Для перетворювачів частоти правильне заземлення клем головного кола PE (E, G) є важливим засобом для покращення здатності перетворювача частоти до придушення перешкод та зменшення його перешкод. Тому це має бути високо цінованим у практичному застосуванні. Площа поперечного перерізу заземлювального дроту перетворювача частоти, як правило, не повинна бути менше 2,5 мм2, а довжина повинна контролюватися в межах 20 м. Рекомендується, щоб заземлення перетворювача частоти було відокремлене від точок заземлення іншого силового обладнання та не використовувалося спільно.
5. Використання реакторів
Частка низькочастотних гармонік (5-та гармоніка, 7-ма гармоніка, 11-та гармоніка, 13-та гармоніка тощо) у вхідному струмі перетворювача частоти дуже висока. Окрім того, що вони можуть перешкоджати нормальній роботі іншого обладнання, вони також споживають велику кількість реактивної потужності, значно знижуючи коефіцієнт потужності лінії. Включення реактора послідовно у вхідне коло є ефективним методом придушення струмів нижчих гармонік. Залежно від різних положень підключення, існує два основних типи:
(1) Реактор підключено послідовно між джерелом живлення та вхідною стороною перетворювача частоти. Його основні функції включають:
a. Шляхом придушення гармонійних струмів коефіцієнт потужності збільшується до (0,75-0,85);
b、 Послабити вплив імпульсного струму у вхідному колі на перетворювач частоти;
c、 Послабити вплив дисбалансу напруги живлення.
(2) Реактор постійного струму з'єднаний послідовно між випрямним мостом та фільтруючим конденсатором. Його функція відносно проста, а саме послаблює складові вищих гармонік у вхідному струмі. Але він ефективніше, ніж реактори змінного струму, покращує коефіцієнт потужності, досягаючи 0,95, і має переваги простої конструкції та малого розміру.
6. Розумна проводка
Сигнали перешкод, що поширюються за допомогою індукції, можна послабити за допомогою відповідного підключення. Конкретні методи включають:
(1) Силові та сигнальні лінії обладнання слід розміщувати подалі від вхідних та вихідних ліній перетворювача частоти;
(2) Лінії живлення та сигналу інших пристроїв не повинні бути паралельними вхідним та вихідним лініям перетворювача частоти;