變頻器在玻璃鋼化爐中選型配置方法

(3)輸出濾波器
當變頻器與電動(dòng)機之間的連線(xiàn)很長(cháng)時(shí)，電線(xiàn)間的分布電容會(huì )產(chǎn)生較大的高頻電流，可能造成變頻器過(guò)電流跳閘、漏電流增加、電流顯示精度變差等。輸出濾波器的作用就是為了抑制以上問(wèn)題的出現。
在鋼化爐中使用變頻器需要注意的問(wèn)題就是將變頻器與電機的連線(xiàn)控制在50 m以?xún)?，超?0 m需要選配輸出濾波器。而風(fēng)機系列變頻器應把長(cháng)度控制在100 m以?xún)?，否則也需要選配輸出濾波器。
6 變頻器諧波的治理
在玻璃鋼化控制系統中，干擾是困擾人們最大的問(wèn)題。由于控制系統大量采用變頻器驅動(dòng)，使得非線(xiàn)性負載顯著(zhù)增加，即當電流流經(jīng)負載時(shí)，與所加的電壓不呈線(xiàn)性關(guān)系，形成了非正弦電流，從而產(chǎn)生諧波，如圖3所示。

諧波的危害在于它可以使電網(wǎng)中的電氣元件產(chǎn)生附加的諧波損耗，使輸變電及用電設備的效率顯著(zhù)降低，另外還會(huì )引起電網(wǎng)中局部的串聯(lián)或并聯(lián)諧振，從而使諧波放大化。諧波通過(guò)電網(wǎng)傳導可影響電氣設備的正常工作，如使變壓器產(chǎn)生機械震動(dòng)、局部過(guò)熱、絕緣老化、減少使用壽命、繼電器保護裝置誤動(dòng)作、儀表顯示出現偏差等一系列問(wèn)題。
鋼化爐主要靠雙向晶閘管或固態(tài)繼電器2種電力電子元件進(jìn)行調功，而這2種元件的觸發(fā)信號均為弱電信號。諧波對弱電信號的干擾尤為嚴重，它會(huì )通過(guò)電網(wǎng)傳導到觸發(fā)源進(jìn)行干擾，使其部分非正常觸發(fā)，導致加熱系統紊亂，不受系統控制。所以針對鋼化爐的電源環(huán)境從以下方面對諧波進(jìn)行了治理。
(1)調節變頻器載波比
增加交流/直流電抗器可以增加供電電源的內阻抗，減小諧波分量。另外還可以對變頻器的載波比進(jìn)行調節，提高變頻器的載波比，可以有效地抑制低次諧波。特別是參考波幅值與載波幅值＜1時(shí)，13次以下的奇數諧波將不再出現。但由于載波比的提高會(huì )加大電機噪聲的產(chǎn)生，所以要適當對載波比進(jìn)行調節。
(2)使用隔離變壓器
使用隔離變壓器是降低電源傳導干擾的有效措施。隔離變壓器的隔離層可以將絕大部分的傳導干擾隔離在一側。在鋼化控制系統中常用于PLC、繼電器、電磁閥等低壓小功率電氣設備的抗傳導干擾。
(3)選用開(kāi)關(guān)電源
在鋼化系統中的典型表現是采用普通電源對編碼器、傳感器等進(jìn)行供電，可能由于電源內存在諧波電流，導致傳感器出現微導通現象，使得PLC接收到錯誤的輸入信號，產(chǎn)生誤動(dòng)作。
為了解決此種干擾，采用開(kāi)關(guān)電源對元件進(jìn)行供電，利用其內部的濾波組件設計所產(chǎn)生的強抗干擾能力進(jìn)行干擾抑制，同時(shí)還具有防止因電器本身的干擾傳導給電源的功能。
(4)增加鐵氧體磁環(huán)
檢測信號和控制信號的傳輸均由信號線(xiàn)做為載體，做好信號線(xiàn)上的抗干擾工作能確保整個(gè)控制系統的準確性、穩定性和可靠性。
一般信號線(xiàn)上的干擾主要來(lái)自空間的電磁輻射，可以采用雙絞線(xiàn)傳輸改變導線(xiàn)電磁感應e的方向，從而使其感應互相抵消，降低共模干擾。使用鐵氧體磁環(huán)抑制信號線(xiàn)上的干擾是非常實(shí)用的選擇，鐵氧體磁環(huán)又稱(chēng)“吸收磁環(huán)”，尤其對于高頻噪聲有很好的抑制作用，并且在不同的頻率下呈現不同的阻抗特性。
鐵氧體磁環(huán)的選擇及使用應遵循以下幾點(diǎn)：
①電路阻抗：電路的阻抗越低，則鐵氧體磁環(huán)（磁珠）的濾波效果越好；鐵氧體材料的阻抗越大，濾波效果也越好。
②電流的影響：在電源線(xiàn)上使用時(shí)，可以將電源線(xiàn)與電源回流線(xiàn)同時(shí)同向穿過(guò)磁環(huán)，匝數越多對頻率較低的干擾抑制效果越好，而對頻率較高的噪聲抑制作用較弱。以盲目增加匝數達到增加衰減量是常見(jiàn)的錯誤，由于寄生電容增加，高頻的阻抗會(huì )減小。
③鐵氧體材料：根據抑制干擾的頻率不同，選擇不同磁導率的鐵氧體材料。鐵氧體材料的磁導率越高，低頻的阻抗越大，高頻的阻抗越小。一般鐵氧體磁環(huán)均為（Mn－Zn）材料制成。
④鐵氧體磁環(huán)尺寸：磁環(huán)的內外徑差越大，軸向越長(cháng)，阻抗越大。因此，要獲得大的衰減，內徑必須包緊導線(xiàn)，盡量使用體積較大的磁環(huán)。
⑤鐵氧體磁環(huán)的安裝位置：盡量靠近干擾源。對于鋼化設備電控柜上的電纜，磁環(huán)應盡量靠近柜體電纜的進(jìn)出口處。
⑥鐵氧體磁環(huán)在鋼化爐中的應用：在鋼化爐系統應用中，根據干擾信號頻帶較寬的特點(diǎn)，在PLC與觸摸屏的通訊電纜上分別套2個(gè)磁環(huán)，并且線(xiàn)纜穿過(guò)每個(gè)磁環(huán)同向繞2匝和3匝，這樣分別抑制了高頻干擾和低頻干擾。
另外，在風(fēng)機變頻器三相電源輸入側，每2相分別套1個(gè)磁環(huán)，以增加低頻阻抗，抑制部分干擾信號。
(5)良好的接地系統
接地是抑制噪聲和防止干擾的重要手段。良好的接地系統可在很大程度上抑制內部噪聲的耦合，防止外部干擾的侵入，所以必須確保鋼化系統電控柜中的所有設備接地良好。要求使用短、粗的接地線(xiàn)（建議采用金屬網(wǎng)，因其在高頻時(shí)阻抗較低）連接到公共地線(xiàn)上，與變頻器相連的控制設備要與其共地。且要求接地電阻小于4 Ω，否則需要增加接地極進(jìn)行改善。
通過(guò)以上措施的實(shí)施，基本改善了鋼化爐控制系統的電源環(huán)境，保證了設備的正常運行。