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变频调速供水设备干扰问题及解决方法

时间:2021-07-27 分类:技术资料 点击:267

  随着变频调速器广泛应用,在工业生产和人民生活用水中,越来越多的变频恒压供水设备 取代了传统的水塔供水和压力罐式供水,以达到节能、恒压供水之目的。但由于变频器在运行时,产生电磁谐波,对供水设备的控制电路产生干扰,轻者使供水设备不能工作,重者使整个系统失控,甚至造成硬件损坏。因此,如何解决变频调速供水设备的干扰问题,提高装置的可靠性,是变频调速设备不可忽视的问题。

  变频调速供水设备干扰来源分析

  变频器自身对外部的干扰

  变频器的整流桥对电网来说是非线性负载,它所产生的谐波对同一电网的其他电子、电气设备产生谐波下扰。另外变频器的逆变器大多采用PWM技术,当工作于开关模式且做高速切换时,产生大量耦合性噪声。因此变频器对系统内其他的电子、电气设备来说是一电磁干扰源。

  变频器的输入和输出电流中,都含有很多高次谐波成分。除了能构成电源无功损耗的较低次谐波外,还有许多频率很高的谐波成分。它们将以各种方式把自己的能量传播出去,形成对变频器本身和其他设备的干扰信号。

  干扰信号的传播方式

  变频器能产生功率较大的谐波,由于功率较大,对系统其他设备干扰性较强,其干扰途径与一般电磁干扰途径是一致的,主要分传导(即电路耦合)、电磁辐射、感应耦合。

  来自外部电网的干扰

  电网中的谐波干扰主要通过变频器的供电电源干扰变频器。电网中存在大量谐波源,如各种整流设备、交直流互换设备、电子电压调整设备、非线性负载及照明设备等。这些负荷都使电网中的电压、电流产生波形畸变,从而对电网中其他设备产生危害的干扰。变频器的供电电源受到来自被污染的交流电网的干扰后若不加处理,电网噪声就会通过电网电源电路干扰变频器。供电电源对变频器的干扰主要有:1)过压、欠压、瞬时掉电;2)浪涌、跌落;3)尖峰电压脉冲;4)射频干扰。

  变频调速供水设备基于干扰造成常见故障

  干扰其他弱电器件正常工作

  供水设备中常安装一些水位、时问等控制器件,这些器件均为弱电控制回路,由于干扰致使这些器件不能正常工作。

  控制器程序紊乱

  在切换时易出现程序紊乱现象,表现为接触器工作无序,严重时可造成变频器等硬件损坏。

  系统振荡

  变频器切换频率应为50Hz,由于干扰的存在,经常发生变频器输出频率在46Hz~49Hz之间进行切换,投入另一台水泵后,其压力超出设定压力值,系统再把新投入的水泵切换下来,以此反复,造成系统在调速泵的工频临界点振荡。

  变频调速供水设备干扰解决办法

  电器设备、材料选择

  1)水泵易使用机械性能好、运行平稳、由4级电机驱动的水泵,如DL泵。

  2)开关、接触器易选择体积小、开关容量大、装拆方便、工作性能可靠的器件。

  3)电缆、电线、接线端子等易选择符合国家标准的材料。

  电磁屏蔽

  1)弱电控制器件放置在接地的金属盒内。

  2)信号传输线采用屏蔽电缆,屏蔽层近端接地,远端浮接。

  3)电源、电机进出线路,采用穿钢管敷设或使用金属铠装电缆,钢管或电缆铠甲需做接地。

  电线接地

  1)电源进线的中性点应做重复接地,接地电阻小于4Ω,所有配电柜、控制柜的金属外壳、穿线钢管、电缆槽、电缆铠甲均与重复接地连接。

  2)弱电器件专用接地点,弱电回路电源零线应设置专用接地,弱电接地线应与重复接地隔离,其接地极距离应大于5 m,按地引线穿绝缘管引人控制柜的专用端子上。

  采取过滤

  弱电电源线路、控制线路、传感器信号线路采用安装电源过滤器,即线路滤波器。它主要由电感线圈构成,通过增大线路的高频阻抗,有效地削弱线路中因传导或电磁感应耦合而产生的高次谐波。

  采取隔离

  1)为防止通过电线将高次谐波及干扰源传给弱电控制回路,在低压电源采用隔离变压器进行电气隔离。

  2)变频调速控制器与接触器之间采用固态继电器(SSR)隔离,控制器的电气信号通过固态继电器驱动继电器动作。