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变频器在自动控制中的应用及干扰抑制办法
摘要:
变频器在工业生产中的应用越来越广泛,其干扰问题日益引起人们的重视。本文将详细的阐述了交流变频器的基本原理及在自动控制系统中使用时对弱电信号干扰的抑制和处理办法,还会详细的介绍一些变频器在工程应用中的技巧与检修方法变频器应用系统中干扰产生的来源及其传播途径,提出了抗干扰的实际解决方法,阐述了在变频器应用系统设计和安装中抑制干扰的具体措施。
关键词:
变频器   干扰   抑制
Abstract:The application of the inverters in the industrial production is ing more and 
more universal
and its interface is being paid much  source and spreading route in the 
application system of the inverter are introduced in this paper
some practical resolvents are put forward
and the concrete measures in the system design and installment are expounded.
Key words:Inverter  Interface  Restrain
一、引言
变频器调速技术是集自动控制、微电子、电力电子、通信等技术于一体的高科技技术。它以很好的调速、节能性能,在各行各业中获得了广泛的应用。由于其采用软启动,可以减少设备和电机的机械冲击,延长设备和电机的使用寿命。随着科学技术的高速发展,变频器以其具有节电、节能、可靠、高效的特性应用到了工业控制的各个领域中,如变频调速在供水、空调设备、过程控制、电梯、机床等方面的应用,保证了调节精度,减轻了工人的劳动强度,提高了经济效益,但随之也带来了一些干扰问题。现场的供电和用电设备会对变频器产生影响,变频器运行时产生的高次谐波也会干扰周围设备的运行。变频器产生的干扰主要有三种:对电子设备的干扰、对通信设备的干扰及对无线电等产生的干扰。对计算机和自动控制装置等电子设备产生的干扰主要是感应干扰;对通信设备和无线电等产生的干扰为放射干扰。如果变频器的干扰问题解决不好,不但系统无法可靠运行,还会影响其他电子、电气设备的正常工作。因此有必要对变频器应用系统中的干扰问题进行探讨,以促进其进一步的推广应用。下面主要讨论变频器的干扰及其抑制方法。
二、概述
一套变速传动系统包括一台电机和某种类型的速度控制器,早期的电气速度传动包括交流和直流电机两大类型。直流电机调速是通过改变励磁电流来改变加到直流电机上的直流电压,以使直流电机运行到不同的速度。最早的电子控制器用晶闸管整流器来控制电压,以控制直流电机的速度。这些直流传动装置现在仍旧被广泛应用着,并且需要周期的电刷维护。
而现在交流感应电机简单﹑成本低﹑可靠性高﹑且在整个世界上都得到了广泛的应用,为了控制交流感应电机的速度,就需要一种复杂的控制器,即能够变频且变压的控制器-变频器。为理解一台变频器是如何工作的,首先必须懂得感应电机的工作机理,下面文字将详细的介绍一下交流感应电机的工作原理。
一台异步感应电机的工作就象变压器。当定子(固定的外部绕组)被连接到三相电源时,一个按照所设电源频率旋转的磁场便建立起来。该电磁场穿过在定子和转子之间的气隙,在转子绕组中产生感应电流。这样,当电流和变化的磁场进行作用时,就产生了对转子的作用力(转矩)使转子进行旋转。如果绕组的极对数增加,磁场的旋转频率就将减小。(即两极=50/60Hz=3000/3600rpm,而四极=50/60Hz=1500/1800rpm)。然而,如果转子按照旋转磁场同样的速度旋转,就不会产生感应的磁场,也就没有转矩。由于转子电流必须被用于产生输出转矩,所以转子就总是比旋转磁场转慢一些。速度上的这种差异被称为转差率,一般为3%左右。而电机的速度取决于所加电源频率,以及绕组的排列,在某种程度上也取决于负载。这样,为了控制电机的速度,就必须控制电源的频率,如果频率降低,则电压必须被降低,否则电机的磁场就会饱和。如果电机的频率增高时转速正比例增高,如果这时电压低电机磁场就会欠励磁造成转矩减少,因此在调速时频率和电压必须同时被控制。下面我们来分析一下交流电机调速的基本原理。
三、变频器的基本原理
一台变频器基本由:控制电路、外部I/O电路、驱动电路、检测及保护电路、桥式整流电路、中间直流回路、逆变电路等众多设备综合组成。
在工作时首先由整流电路把输入的三相交流转换成直流,整流器和逆变器之间