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SIEMENS    宏維自動化科技有限公司     

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西門子G120XA變頻器6SL3220-1YD46-0UB06SL3220-1YD48-0UB0

　　在現(xiàn)代工業(yè)控制系統(tǒng)中，隨著變頻器等電力電子裝置的廣泛使用，系統(tǒng)的電磁干擾(EMI)日益嚴(yán)重，相應(yīng)的抗干擾設(shè)計技術(shù)(即電磁兼容EMC)已經(jīng)變得越來越重要。變頻器系統(tǒng)的干擾有時能直接造成系統(tǒng)的硬件損壞，有時雖不能損壞系統(tǒng)的硬件，但常使微處理器的系統(tǒng)程序運行失控，導(dǎo)致控制失靈，從而造成設(shè)備和生產(chǎn)事故。因此，如何提高系統(tǒng)的抗干擾能力和可靠性是自動化裝置研制和應(yīng)用中不可忽視的重要內(nèi)容，也是計算機(jī)控制技術(shù)應(yīng)用和推廣的關(guān)鍵[1,2]。談到變頻器的抗干擾問題，首先要了解干擾的來源、傳播方式，然后再針對這些干擾采取不同的措施。

　　2 變頻器干擾的來源

　　2.1 來自外部電網(wǎng)的干擾

　　電網(wǎng)中的諧波干擾主要通過變頻器的供電電源干擾變頻器。電網(wǎng)中存在大量諧波源如各種整流設(shè)備、交直流互換設(shè)備、電子電壓調(diào)整設(shè)備，非線性負(fù)載及照明設(shè)備等。這些負(fù)荷都使電網(wǎng)中的電壓、電流產(chǎn)生波形畸變，從而對電網(wǎng)中其它設(shè)備產(chǎn)生危害的干擾。

　　2.2 晶閘管換流設(shè)備對變頻器的干擾

　　當(dāng)供電網(wǎng)絡(luò)內(nèi)有容量較大的晶閘管換流設(shè)備時，由于晶閘管是在每相半周期內(nèi)的部分時間內(nèi)導(dǎo)通，容易使網(wǎng)絡(luò)電壓出現(xiàn)凹口，波形嚴(yán)重失真。

　　2.3 電力補(bǔ)償電容對變頻器的干擾

　　電力部門對用電單位的功率因數(shù)有一定的要求，為此，許多用戶都在變電所采用集中電容補(bǔ)償?shù)姆椒▉硖岣吖β室驍?shù)。在補(bǔ)償電容投人或切出的暫態(tài)過程中，網(wǎng)絡(luò)電壓有可能出現(xiàn)很高的峰值，其結(jié)果是可能使變頻器的整流二極管因承受過高的反向電壓而擊穿。

　　2.4 變頻器自身對外部的干擾

　　變頻器的整流橋?qū)﹄娋W(wǎng)來說是非線性負(fù)載，它所產(chǎn)生的諧波對同一電網(wǎng)的其它電子、電氣設(shè)備產(chǎn)生諧波干擾。另外變頻器的逆變器大多采用PWM技術(shù)，當(dāng)工作于開關(guān)模式且作高速切換時，產(chǎn)生大量藕合性噪聲。因此變頻器對系統(tǒng)內(nèi)其它的電子、電氣設(shè)備來說是一電磁干擾源。

　　3 變頻器應(yīng)用中抗干擾的對策

　　變頻器系統(tǒng)的抗干擾是依據(jù)電磁性的基本原理，形成電磁干擾必須具備的三要素即電磁干擾源、電磁干擾途徑、對電磁干擾敏感的系統(tǒng)。為防止干擾，可采用硬件抗干擾和軟件抗干擾兩種方式。其中硬件抗干擾是應(yīng)用措施系統(tǒng)基本和重要的抗干擾措施，一般從抗和防兩方面同時人手來干擾，其原則是和消除干擾源、切斷干擾對系統(tǒng)耦合通道、降低系統(tǒng)干擾信號的敏感性。具體措施可采用隔離、濾波、屏蔽、接地等方法。

　　4 西門子高壓變頻器干擾的原因及解決方法

　　西門子高壓變頻器在運行過程中會出現(xiàn)：“Input Ground”(輸入接地)、“Over Speed Fault”(速故障)、“Excessive Drive Losses”(變頻器損耗過大)、“Input One Cycle”(輸入單循環(huán)故障)等故障導(dǎo)致設(shè)備故障現(xiàn)象。通過對這些出現(xiàn)過的故障現(xiàn)象進(jìn)行綜合分析，判斷此類故障為變頻器干擾導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)中斷，與之關(guān)聯(lián)的電氣設(shè)備無法正常運行。變頻器干擾來源及解決方法主要有以下方面：

　　(1) 變頻器的PE端接地阻值較高不能有效地干擾，是導(dǎo)致干擾的原因。在出現(xiàn)故障后對變頻器的PE端及配電系統(tǒng)接地進(jìn)行了測試，搖測結(jié)果大于變頻器規(guī)定的接地阻值，隨后對原接地系統(tǒng)進(jìn)行檢查，并按照規(guī)范重新制作一組接地極與原接地極并聯(lián)從而降低了的接地電阻，使接地電阻達(dá)到4Q，PE接地點與接地母線短接的情況下接地點的電壓不過50V。

　　(2) 系統(tǒng)電源中性線、地線、控制系統(tǒng)屏蔽地的混亂連接，也是導(dǎo)致干擾的原因。由于施工時的疏忽錯將電機(jī)的接地線接于配電系統(tǒng)的零母線上，未按照規(guī)范將電機(jī)的接地線與變頻器的接地PE端相連，從而大大降低了變頻器噪聲能力和增加了變頻器的干擾。發(fā)現(xiàn)該問題后將電機(jī)的電源電纜的接地線直接接于變頻器的PE端，并進(jìn)行測試阻值在規(guī)定范圍內(nèi)，消除了這部分干擾源。

　　(3) 配電系統(tǒng)內(nèi)布線不合理，通訊電纜未能與變頻器輸入輸出電纜分開布線，通過線路間的耦合造成干擾。按照規(guī)范要求，通訊電纜應(yīng)與變頻器輸入輸出電纜分開布線，如不能分開，不能平行走線，應(yīng)采取交叉900布線，以減小感應(yīng)干擾。解決方法是：整理配電系統(tǒng)的線路，按照規(guī)范要求將通訊電纜應(yīng)與其它線路分開布線或采用交叉90°布線。

　　5 結(jié)論

　　西門子高壓變頻器受到干擾時造成設(shè)備停運，影響系統(tǒng)穩(wěn)定運行，所以解決干擾問題刻不容緩。通過對變頻器應(yīng)用中的干擾及西門子變頻器運行過程中出現(xiàn)干擾問題的分析，提出了解決干擾問題的有效方法，并收獲了良好的效果，為西門子高壓變頻器的日常維護(hù)、運行提供了保障。為減少系統(tǒng)的停機(jī)率，保證系統(tǒng)的穩(wěn)定運行奠定了基礎(chǔ)。

　　西門子G120XA變頻器6SL3220-1YD46-0UB06SL3220-1YD48-0UB0

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