一起變頻器影響鉑熱電阻精度實(shí)例的探討

摘要公司在去年設(shè)備年度檢修時(shí)，將安裝在煙葉復(fù)烤機(jī)上的9臺與電機(jī)并不匹配的西門子變頻器，換成了體積與功率均合適的日立變頻器。可在設(shè)備試運(yùn)行時(shí)，卻發(fā)現(xiàn)裝在復(fù)烤機(jī)上的7只鉑熱電阻溫度計(jì)，測出的溫度與復(fù)烤機(jī)內(nèi)實(shí)際溫度相差懸殊，且不符合溫度變化規(guī)律性，本文將就此問題進(jìn)行探究。

關(guān)鍵詞變頻器 鉑熱電阻 精度

中圖分類號:TM4文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A

1 數(shù)據(jù)失真判斷過程

初步斷定的原因有兩種:(1)鉑熱電阻傳感器出了故障。但經(jīng)脫機(jī)校檢，鉑熱電阻誤差均在允許范圍之內(nèi)。排除了這種可能;(2)新安裝的日立變頻器干擾了鉑熱電阻的檢測信號。由此，我們斷定:確實(shí)是日立變頻器干擾造成了數(shù)據(jù)失真。

2 干擾的產(chǎn)生及傳播途徑

2.1 干擾的產(chǎn)生

變頻器主電路由整流部分、直流濾波環(huán)節(jié)和輸出逆變等幾部分組成。參見下圖:

圖中整流部分的二極管D1～D6、逆變輸出部分的IGBT管(絕緣柵雙極性晶體管)均為半導(dǎo)體開關(guān)元件，變頻器就是通過這些元件的通斷，將頻率為50Hz的市電轉(zhuǎn)換為頻率可調(diào)的三相電源，其輸出電壓和電流不是標(biāo)準(zhǔn)正弦波，而是包含許多的高次諧波成分，高次諧波會(huì)以各種方式把自己的能量傳播出去，干擾周圍設(shè)備;另外，當(dāng)半導(dǎo)體元件工作于開關(guān)模式并做高速切換時(shí)，產(chǎn)生的大量耦合性干擾，同樣對其它設(shè)備產(chǎn)生不良影響，嚴(yán)重時(shí)使系統(tǒng)無法正常運(yùn)行。

2.2 干擾的傳播途徑

(1)空間電磁輻射干擾。變頻器如果不是處在一個(gè)全封閉的金屬外殼內(nèi)，它就通過空間向外輻射電磁波， 其輻射場強(qiáng)取決于干擾源的電流強(qiáng)度、裝置的等效輻射阻抗，以及干擾源的發(fā)射頻率;(2)傳導(dǎo)干擾。電磁干擾可通過與其相連的導(dǎo)線向外部發(fā)射，也可通過阻抗耦合或接地回路耦合將干擾帶入其它回路，這種方式可將干擾傳播很遠(yuǎn)，甚至?xí)：Φ浇佑谕恢袎弘娋W(wǎng)的其它低壓配電網(wǎng)絡(luò)中的電氣設(shè)備;(3)感應(yīng)耦合。變頻器的輸入、輸出導(dǎo)線會(huì)與相鄰的其它導(dǎo)線或?qū)w產(chǎn)生感應(yīng)耦合，感應(yīng)耦合會(huì)以導(dǎo)體間電容、電感或電容電感混合的形式，在相鄰導(dǎo)線或?qū)w內(nèi)感應(yīng)出干擾電壓或電流。

3 變頻控制系統(tǒng)在設(shè)計(jì)與施工中削弱干擾的措施

(1)在設(shè)備布置時(shí)，應(yīng)將變頻器與敏感設(shè)備分開。在安裝時(shí)，應(yīng)將變頻器單獨(dú)布置，以減少可能產(chǎn)生的空間電磁輻射干擾。在實(shí)際施工過程中，如果確實(shí)因空間原因不能單獨(dú)布置時(shí)，應(yīng)盡量將敏感電子設(shè)備與變頻器拉大距離安裝;(2)主電路與信號控制電路采用屏蔽線。由于變頻器的輸出電流中含有較強(qiáng)的高次諧波成分，為減輕耦合干擾，變頻器的輸出導(dǎo)線與信號控制線，均應(yīng)采用屏蔽電纜，且輸出導(dǎo)線與信號線應(yīng)保持一定距離分開布線;(3)要有正確良好的接地。變頻器的接地方式有多點(diǎn)接地、一點(diǎn)接地及經(jīng)母線接地等多種方式，應(yīng)根據(jù)具體情況采用具體方式，并嚴(yán)格按規(guī)范安裝接地裝置，確保不因接地方式錯(cuò)誤或接地不良而加劇干擾;(4)盡量減少變頻器與控制系統(tǒng)間不必要的連線。

4 整改方法與效果

鑒于我單位復(fù)烤機(jī)為成型設(shè)備，不可能做大范圍整改，經(jīng)多方考證，我們最后采用的解決方案是:把鉑熱電阻的檢測信號線放在屏蔽的金屬管內(nèi)，并將金屬管與變頻器的輸出導(dǎo)線相隔40cm分開布線;同時(shí)，把新裝的日立變頻器全部改裝到一組獨(dú)立的電控柜內(nèi)，問題得到徹底的解決。經(jīng)過一個(gè)復(fù)烤生產(chǎn)周期驗(yàn)證，設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)良好，未再出現(xiàn)類似情況。

參考文獻(xiàn)

[1]變頻器實(shí)用技術(shù)問答.電子報(bào)，2008(35).

[2]曲海波，李傳偉.變頻器應(yīng)用中的干擾及其抑制.電氣時(shí)代，2006(8).