במגוון מערכות בקרה תעשייתיות, עם השימוש הנרחב במכשירים אלקטרוניים חשמליים כמו ממירי תדרים, ההפרעה האלקטרומגנטית של המערכת (EMI) הופכת לחמורה יותר ויותר, טכניקות התכנון האנטי-אינטרוונטיות המתאימות (כלומר תאימות אלקטרומגנטית) הפכה חשובה יותר ויותר לחשוב יותר ויותר. ו הפרעות של ממיר תדרים עלולות לפעמים לגרום ישירות לגרום נזק לחומרה למערכת, ולעתים לא יכולה לפגוע בחומרה של המערכת, אך לעיתים קרובות להפוך את פעולת התוכנית של מערכת המיקרו -מעבד מחוץ לשליטה, וכתוצאה מכך לכישלון בקרה, ובכך לגרום לציוד ותאונות ייצור. לפיכך, כיצד לשפר את יכולת האנטי-אינטרפורמציה של המערכת ואמינות היא חלק חשוב מהפיתוח והיישום של מכשירי אוטומציה לא ניתן להתעלם, אלא גם אחד המפתחות ליישום וקידום טכנולוגיית בקרת מחשבים. כשמדובר בבעיית אנטי-התערבות של ממיר תדרים, ראשית, עלינו להבין את מקור ההפרעות, מצב ההתפשטות ואז לנקוט באמצעים שונים להפרעות אלה.
ראשית, מקור הפרעות המהפך
הראשון הוא ההפרעה מרשת הכוח החיצונית. הפרעות הרמוניות ברשת בעיקר דרך המהפך של אספקת החשמל המהפך. ישנם מספר גדול של מקורות הרמוניים ברשת החשמל כמו ציוד מיישר שונה, ציוד מחלף AC ו- DC, ציוד התאמת מתח אלקטרוני, עומסים לא לינאריים וציוד תאורה. עומסים אלה הופכים את כל המתח והזרם ברשת לייצור עיוות צורת גל, ובכך מייצרים הפרעות מזיקות לציוד אחר ברשת. אספקת חשמל ממיר תדרים מהפרעות רשת החשמל המזוהמת אם לא תטפל בה, רעש הרשת יהיה באמצעות ממיר תדר הפרעות מעגלי הרשת. הפרעה של אספקת החשמל לממיר התדרים הם (1) מתח יתר, מתח תת-מתח, אובדן חשמל מיידי (2) מתח, ירידה (3) דופק מתח דופק (4) הפרעות בתדר הרדיו.
1, ציוד ממיר תיריסטור בהפרעה של המהפך
כשיש קיבולת גדולה ציוד ממיר תיריסטור ברשת אספקת החשמל, מכיוון שהתיריסטור מתנהל תמיד בחלק מכל מחזור חצי שלב, קל להפוך את חריץ מתח הרשת וצורת הגל מעוותת ברצינות. זה מאפשר להיפגע מעגל המיישר בצד הקלט של המהפך בגלל התרחשותו של מתח היפוך הפוך גדול, מה שעלול להוביל להתמוטטות מעגל הקלט ולשרוף.
2, הפרעות קבלים של פיצוי חשמל עם המהפך
למגזר הכוח של גורם ההספק של יחידת הכוח יש דרישות מסוימות, מסיבה זו משתמשים רבים נמצאים בתחנת המשנה בשיטת פיצוי קבלים ריכוזית לשיפור גורם הכוח. בתהליך החולף של כניסת קבלים או חיתוך של קיבול פיצויים, ככל הנראה מתח הרשת בעל ערך שיא גבוה מאוד, כתוצאה ממנו דיודה המיישר של ממיר התדרים עשויה להיות נתונה למתח הפוך מוגזם ופירוק.
שנית, המהפך עצמו להתערבות החיצונית. גשר המיישר של המהפך הוא עומס לא לינארי על הרשת, וההרמוניות שהוא מייצר מייצרות הפרעה הרמונית לציוד אלקטרוני וחשמלי אחר באותה רשת. בנוסף, המהפך של ממיר התדרים מאמץ בעיקר טכנולוגיית PWM, כאשר הוא עובד במצב מיתוג וביצוע מיתוג במהירות גבוהה, הוא מייצר רעש צימוד רב. לפיכך, המהפך הוא מקור להפרעה אלקטרומגנטית לציוד אלקטרוני וחשמלי אחר במערכת.
זרמי הקלט והיציאה של המהפך מכילים הרמוניות גבוהות. בנוסף להרמוניות התחתונות שיכולות להוות אובדן כוח תגובתי של אספקת החשמל, ישנם רכיבים הרמוניים רבים בתדירות גבוהה מאוד. הם יפיצו את האנרגיה שלהם בדרכים שונות ויוצרים אותות הפרעה למהפך עצמו ולציוד אחר.
(1) צורת גל זרם קלט הצד הקלט של המהפך הוא מיישר דיודה ומעגל פילטר קבלים. ברור שיש זרם טעינה בגשר המיישר רק כאשר מתח הקו UL של אספקת החשמל גדול יותר ממתח ה- DC בקצות הקבל. לפיכך, זרם הטעינה מופיע תמיד בסמוך לערך המשרעת של מתח האספקה בצורה של גל הלם לא רציף. יש לו מרכיב הרמוני גבוה חזק. הנתונים מראים כי המרכיבים ההרמוניים של ההרמוניות החמישית וה -7 בזרם הקלט הם הגדולים ביותר, שהם 80% ו -70% מהגל הבסיסי של 50 הרץ, בהתאמה.
(2) מתח פלט וצורות גל זרם הרוב המכריע של גשר המהפך מהפך משמשים אפנון SPWM, מתח הפלט למחזור החובה על פי התפלגות הסינוסואידית של סדרה של גל בצורת מלבני; בשל האופי האינדוקטיבי של מתפתל הסטטור המוטורי, זרם הסטטור קרוב מאוד לגל הסינוסואידי. עם זאת, המרכיבים ההרמוניים השווים לתדר המוביל עדיין גדולים.
שנית, התפשטות אות ההפרעה
ממיר תדרים יכול לייצר הרמוניות גדולות יותר, בשל ההספק הגדול יותר, ציוד אחר בהפרעה של המערכת הוא חזק, נתיב ההפרעה שלו ונתיב ההפרעה האלקטרומגנטי הכללי הם עקביים, מחולקים בעיקר להולכה (IE צימוד מעגל), קרינה אלקטרומגנטית, צימוד אינדוקטיבי. באופן ספציפי: קודם כל, הציוד האלקטרוני והחשמלי שמסביב לייצור קרינה אלקטרומגנטית; שנית, המנוע בהנעה ישירה לייצור רעש אלקטרומגנטי, מה שהופך את צריכת הברזל והנחושת המנועית עולה; הפרעות הולכה לאספקת החשמל, דרך רשת ההפצה לציוד אחר במערכת; ולבסוף מהפך לקווים האחרים השכנים לייצור צימוד אינדוקטיבי, אינדוקציה של מתח ההפרעה או הזרם. באופן דומה, אות ההפרעות במערכת באותה דרך להפריע לפעולה הרגילה של המהפך.
(1)שיטת צימוד מעגלים, כלומר באמצעות התפשטות רשת אספקת החשמל. מכיוון שזרם הקלט אינו סינוסואידי, כאשר קיבולת המהפך גדולה, היא תהפוך את עיוות מתח הרשת, המשפיע על עבודת ציוד אחר, ובו זמנית, הצד הפלט של הפרעות ההולכה הנוצרת על ידי הישירות כונן של אובדן נחושת המנוע, אובדן הברזל עלה משמעותית, והשפיע על מאפייני ההפעלה של המנוע. ברור שמדובר בהעברה העיקרית של אות ההפרעה הנוכחי של קלט המהפך.
מצב שידור.
(2) צימוד אינדוקטיבי כאשר מעגל הקלט או מעגל הפלט של המהפך קרוב למעגל של ציוד אחר, האות ההרמוני הגבוה של המהפך ישודר לציוד אחר באמצעות אינדוקציה. ישנן שתי דרכי אינדוקציה:
דרך אינדוקציה אלקטרומגנטית, שהיא הדרך העיקרית של אות הפרעות זרם;
B, דרך אינדוקציה אלקטרוסטטית, שהיא הדרך העיקרית של אות הפרעות מתח.
(3)קרינה מוטסת, כלומר, קרינה אלקטרומגנטית לאוויר, שהיא מצב ההתפשטות העיקרי של רכיבים הרמוניים בתדר גבוה.
שלישית, מערכת בקרת תדרים אנטי-אינטרפורמציה אמצעי נגד
על פי העקרונות הבסיסיים של האלקטרומגנטיות, היווצרות הפרעות אלקטרומגנטיות (EMI) חייבת להיות בעלת שלושה אלמנטים: מקורות הפרעה אלקטרומגנטיים, מסלולי הפרעה אלקטרומגנטיים, מערכות רגישות להפרעות אלקטרומגנטיות. כדי למנוע הפרעות, ניתן להשתמש בהוראה נגד חומרה וניתן להשתמש באנטי-הפרעה לתוכנה. ביניהם, אנטי-ג'ימודי חומרה היא היישום של מערכת המדידים הבסיסית והחשובה ביותר נגד ג'ימוג, בדרך כלל מהתנגדות ומניעה של שני ההיבטים ועד לעיכוב הפרעות, העיקרון הכללי הוא לעכב ולבטל את מקור ההפרעה, לחתוך מחוץ להפרעה לערוץ המשולב של המערכת, צמצם את הרגישות של אות הפרעות המערכת. ניתן להשתמש במדדים ספציפיים בבידוד הנדסי, סינון, מיגון, הארקה ושיטות אחרות.
1, מה שמכונה בידוד הפרעות, מתייחס למקור ההפרעה מהמעגל ורגיש להפרעה בחלק מהבידוד, כך שהם לא יתקיימו בחיבור חשמלי. במערכת כונן בקרת התדרים, בדרך כלל בין אספקת החשמל למעגלי המגבר בקו החשמל באמצעות שנאי בידוד כדי להימנע מהולכת הפרעה, ניתן ליישם שנאי בידוד אספקת חשמל על שנאי בידוד הרעש.
2, בשורת המערכת כדי להגדיר את תפקיד המסנן הוא לדכא את אות ההפרעה מהמהפך דרך הפרעה בהולכת קו החשמל לאספקת החשמל מהמנוע. על מנת להפחית רעש ואובדן אלקטרומגנטי, ניתן להגדיר את הצד הפלט של ממיר התדרים; על מנת להפחית את הפרעות אספקת החשמל, ניתן להגדיר את הצד הקלט של ממיר התדרים. אם יש ציוד אלקטרוני רגיש בקו, ניתן להגדיר מסנן רעש באספקת חשמל בקו החשמל כדי למנוע הפרעות הולכה. במעגלי הקלט והפלט של המהפך, בנוסף לרכיבים ההרמוניים הנמוכים לעיל, ישנם הרבה זרמים הרמוניים בתדירות גבוהה, אשר יפיצו את האנרגיה שלהם בדרכים שונות ליצירת אותות הפרעה לציוד אחר. פילטרים הם האמצעים העיקריים המשמשים להפחתת הרכיבים ההרמוניים בתדירות הגבוהה יותר. תלוי היכן הם משתמשים, ניתן לסווג אותם כ.
(1) מסנני קלט יש בדרך כלל שני סוגים של פילטרים:
א. מסנני קו מורכבים בעיקר מסלילים אינדוקטיביים. זה מקטין זרמים הרמוניים בתדירות גבוהה יותר על ידי הגדלת עכבה של הקו בתדרים גבוהים.
ב. מסנני קרינה מורכבים בעיקר מקבלים בתדר גבוה. זה יספוג את המרכיבים ההרמוניים בתדירות גבוהה עם אנרגיה קורנת.
(2) פילטר פלט הוא מורכב גם מסליל אינדוקטיבי. זה יכול להחליש ביעילות את הרכיבים ההרמוניים הגבוהים בזרם הפלט. זה לא רק ממלא את התפקיד של אנטי-התערבות, אלא גם מחליש את המומנט הנוסף שנגרם כתוצאה מהזרם ההרמוני הגבוה במנוע. עבור מדדי ההפרעה של הפלט של ממיר התדרים, יש לשים לב להיבטים הבאים:
א. אסור לחבר בין קבלים לצד הפלט של ממיר התדרים, כדי לא לייצר זרם שיא גדול (או פריקה) ברגע ההולכה של צינור המהפך (כיבוי), מה שעלול לפגוע בצינור המהפך;
ב. כאשר מסנן הפלט מורכב ממעגל LC, יש לחבר את הצד של קבל הגישה במסנן לצד המנוע.
3, מיגון מקור ההפרעות הוא הדרך היעילה ביותר לדיכוי הפרעות. בדרך כלל ממיר התדרים עצמו עם מיגון ברזל, כדי למנוע דליפה של הפרעות אלקטרומגנטיות; קו הפלט מוגן בצורה הטובה ביותר עם צינור פלדה, במיוחד כאשר שולטים על ממיר התדרים עם אותות חיצוניים, קו האות נדרש להיות קצר ככל האפשר (בדרך כלל תוך 20 מ '), וקו האות באמצעות מיגון כפול ליבה, ועם קו הכוח הראשי (AC380V) וקו הבקרה (AC220V) מופרדים לחלוטין מאותו צנרת או שוקת קו, לעולם לא מכניסים את קווי הציוד הרגישים האלקטרוניים גם דורשים מיגון. על מנת להפוך את המגן ליעיל, על המגן להיות מקורקע באופן אמין.
4, ההארקה הנכונה יכולה לגרום למערכת לעכב ביעילות התערבות זרה, אך גם להפחית את הציוד עצמו להתערבות העולם החיצון. ביישום המערכת בפועל, בשל אספקת החשמל של המערכת אפס קו (קו מרכז), קרקע (הארקה מגן, הארקת מערכת) אינה מחולקת, קרקע המגן על מערכת הבקרה (קרקע מגן אותות בקרת ואדמת מוליך המעגל הראשי ) של החיבור הכאוטי, ומפחית מאוד את היציבות והאמינות של המערכת.
עבור ממירים, הארקה הנכונה של מסוף המעגל הראשי PE (E, G) היא אמצעי חשוב לשיפור יכולתו של המהפך לדכא רעש ולהפחית את הפרעות המהפך, ולכן יש להתייחס אליו ברצינות רבה ביישומים מעשיים. שטח החתך של מוליך הארקה המהפך צריך להיות בדרך כלל לא פחות מ- 2.5 מ"מ2, ויש לשלוט על האורך תוך 20 מ '. מומלץ להארכת ההארקה של המהפך וציוד כוח אחר בהארכת הארקה, לא יכול להיות קרקע נפוצה.
5, השימוש בכור
בזרם הקלט של ממיר התדרים ברכיבים ההרמוניים של התדר הנמוך יותר (הרמוני חמישי, הרמוני 7, הרמוני ה -11, הרמוני 13 וכו ') היוו חלק גבוה מאוד מהם בנוסף להפרעה אפשרית להפעלה רגילה של ציוד אחר , אך גם מכיוון שהם צורכים כמות גדולה של כוח תגובתי, כך שקו גורם הכוח מופחת מאוד. מיתרים של כור במעגל הקלט היא דרך יעילה לדיכוי זרמים הרמוניים נמוכים יותר. תלוי בעמדת החיווט, ישנם שני סוגים עיקריים:
(1) כור המחובר בסדרה בין ספק הכוח לצד הקלט של המהפך. הפונקציות העיקריות שלה הן:
א. הגדל את גורם הכוח ל (0. 75-0. 85) על ידי דיכוי הזרם ההרמוני;
ב. להחליש את זרם ההרשמה במעגל הקלט למהפך;
C, מחלישים את ההשפעה של חוסר איזון מתח אספקת החשמל.
(2) כור DC המחובר בסדרה בין גשר המיישר לקבל פילטר. יש לו פונקציה יחידה, שהיא להחליש את הרכיבים ההרמוניים הגבוהים בזרם הקלט. עם זאת, הוא יעיל יותר מכור AC בשיפור גורם הכוח, שיכול להגיע 0. 95, ובעל היתרונות של מבנה פשוט וגודל קטן.
6, חיווט רציונלי
עבור אות ההפרעה המופץ בשיטת האינדוקציה, ניתן להחליש בדרך של חיווט רציונלי. שיטות ספציפיות הן:
(1) קו החשמל וקו האות של הציוד צריכים להיות רחוקים מקווי הקלט והפלט של המהפך;
(2) יש להימנע מקווי חשמל אחרים וקווי האות של ציוד ולהפוך קווי קלט ופלט מהפך במקביל;
רביעית, המסקנה
באמצעות ניתוח המקורות ונתיבי ההפרעה של הפרעות בתהליך יישום ממיר התדרים, הועלו אמצעי נגד מעשיים כדי לפתור בעיות אלה. עם היישום הרציף של טכנולוגיות חדשות ותיאוריות חדשות על ממירי תדרים, תשומת הלב לדרישות ה- EMC של ממירי תדרים הפכה לבעיה שעומדת בפני תכנון ויישום של מערכות כונן בקרת מהירות ממיר תדרים, והיא גם אחת מהן מפתחות לממיר תדרים יישום וקידום. בעיות אלה הקיימות בממיר התדרים צפויות להיפתר על ידי הפונקציה והפיצוי של ממיר התדרים עצמו. אתר התעשייה והסביבה החברתית של דרישות ממיר התדרים ממשיכים להשתפר, כדי לענות על הצרכים האמיתיים של ממיר התדרים "הירוק" האמיתי ייצא בקרוב. אנו מאמינים כי בעיית ה- EMC של המהפך תיפתר ביעילות.