随着IGBT逆变技术在自动化系统中应用的不断普及,系统的功能和效能都得到了飞跃的发展。但是随之而来的是,由于逆变技术本身的特点,其必然会产生大量的电磁干扰。而越来越多智能化处理系统对于干扰又特别敏感,这些干扰一方面使设备产生误动作,另一方面降低了测量的精度和稳定度,给用户带来较大的困扰。
变频器是在工业自动化系统中使用最为普遍的功率调节装置,因此在大多数情况下,都成为了主要干扰源。确定干扰是否来源于变频器的方法是,如果变频器启动或加载功率后,系统状态发生变化,变得不稳定、误报参数、或频繁死机,则基本可确定为是变频器的电磁干扰导致。
变频器的电磁干扰来自两个方向,一个是变频器的电源进线端,另一个是变频器输出端。只有这两个方向的电磁干扰均被抑制,系统整体的电磁干扰水平才能有效下降。有时候用户只是关心电源端的滤波处理,而忽视了输出端,所以造成了整改效果不佳。
北京光华世通科技有限公司作为专业的电磁兼容解决方案提供商,根据多年的解决方案经验,提出一套行之有效的解决变频系统电磁干扰的方法,因简单高效而获得用户的认可。其核心是使用较大尺寸的超微晶磁芯用于变频器的电源端和电机端,将输入电缆及输出电缆在磁芯上缠绕3-5匝(如图)。超微晶磁芯具有普通铁氧体磁芯所不具有的诸多优势,例如磁导率是铁氧体的5倍,而磁通密度是铁氧体的3倍,因而效果非常明显。
需要注意的是,所有的相线及中线同时缠绕,不能分开单独缠绕。而且,地线不能放在里面,就是说地线不通过磁环。
根据不同的功率等级,光华世通建议用户选择不同大小及匝数的磁芯,具体可以向光华世通公司咨询。根据上面的方案整改后,系统的共模电流大大降低。降低变频调速系统的共模电流一方面具有降低系统电磁干扰的作用,另一方面也可以起到保护电机轴承的作用。系统共模电流会感应到电机轴承,在轴承中形成涡流,是轴承发热并过早老化的一个原因。采用上述方案能降低大约80%的共模电流,因而轴承发热得到有效的控制。
经过以上方案后,通常系统电磁干扰可降低到正常水平,而不会对控制系统造成致命的影响。例如在一个采用变频系统控制的塑料挤出机中,用户抱怨当系统切换到变频模式后,温度测量系统的读数将向上飘移5度,而导致系统误报温度过高而停机。采用上述方案后,温度偏移降低到1度以内,系统恢复正常运行。系统运行两年来,用户没有再次抱怨。
为进一步降低电磁干扰,提高可靠性,客户还应当关注屏蔽电缆的屏蔽效能问题。用户使用屏蔽电缆的目的是减少电磁干扰的影响,而要发挥出电缆屏蔽层的屏蔽效果,那么屏蔽层的接地就变得非常关键。经测试,两端均不接地的屏蔽层,屏蔽效果为零。而不采用专业的接地方法是工业领域非常普遍的情况,例如直接在屏蔽层上焊接一段电缆接到设备地,这种方法会因为接地电缆的长度而产生较大的高频阻抗,因此对于高频的电磁干扰来说,则不容易很好的泄放到大地,从而对设备造成干扰,失去了使用屏蔽电缆来屏蔽电磁干扰的意义。
针对这种情况,ICOTEK开发了SKL系列电缆屏蔽接地夹,其采用的360度环接的方法,是电磁兼容理论中最推崇的方法,能最大限度降低接触阻抗,同时SKL可直接安装到标准35mm导轨上,或直接固定到设备机壳,甚至还有直接插入工业端子的产品,因而保证了高频电磁干扰的完全释放,使电缆屏蔽层能很好的发挥其屏蔽作用。既然已经购买了昂贵的屏蔽电缆,那么物美价廉的屏蔽接地产品显然是用户值得投资的。
屏蔽电缆的外护套拨开后,其内部较为脆弱而容易被压伤,而ICOTEK的电缆屏蔽接地夹采用了精确设计的力学结构,其力学分布合理,压力设计适当,使电缆不会因为过大的压力而被损坏,也不会因为过小的压力而使接触不可靠。同时,大部分型号均可以组合一个固定舌,从而同时起到电缆固定和屏蔽接地的双重作用。
ICOTEK屏蔽夹根据不同型号可以适用于直径从2mm到30mm的电缆,甚至可定制为更大直径,从而可以满足绝大多数的不同电缆直径的需求。
ICOTEK电缆屏蔽接地解决方案引导用户将注意力放在如何正确发挥屏蔽电缆的屏蔽效能上。北京光华世通科技有限公司作为ICOTEK在大陆地区的总代理,同时光华世通也是EMC电磁兼容行业中的知名解决方案提供商,因此可以为用户提供专业的使用指导,甚至可以现场为客户进行电磁兼容性的量化测试。