大功率变频器对控制信号的影响及其解决方案.pdfVIP

学兔兔 轴承技术 2013年第1期 ·l9· 大功率变频器对控制信号的影响及其解决方案 (技术中心) 付力扬 储晓曦 陈 果 摘 要：分析了大功率变频器会对控制检测信号出现的干扰与具体解决方案，以及在所研发 的风电轴承试验机上的具体应用和改良之后的效果。 关键词：变频装置；高次谐波；电抗器；磁环；变频器模拟量输出端口；隔离 变频器是把工频电源(50Hz或60Hz)变换 所开发的风电轴承专用试验机中，选用了 成各种频率的交流电源，以实现电机的变速运 台达大功率变频器进行轴承变频调速。在进 行的设备，其中控制电路完成对主电路的控 行设备调试过程中，发现NI控制系统显示信号 制；整流电路将交流电变换成直流电，直流中 输入及读取时总是发生系统报错。即当进行 间电路对整流电路的输出进行平滑滤波；逆变 轴承试验时只要变频器一旦工作，从模拟信号 电路将直流电再逆成交流电，变频调速是通过 端口读取的及时信号总是在频繁跳变。一旦 改变电机定子绕组供电的频率来达到调速的 长时间超出了系统允许的额定范围，系统就会 目的。在进行风电轴承试验时需模拟实际工 自动报错进而发出警报信息。为此对试验机 况对轴承进行测试，通过不同压力扭矩以及速 总体进行了问题查找，发现如果变频器没有在 度下的试验轴承所反馈的各项数据对轴承是 工作状态的话，则一切信号正常，系统并没有 否符合客户的需要而进行判断鉴定并实施后 出现系统报错现象，但一旦重新启动变频器报 续改进。 错现象依然存在。通过查找相关技术资料，分 1 干扰产生的主要方式和原因 析出其原因为变频器高次谐波干扰。具体为 鉴于风电轴承所在的实际工作环境，大部 以下几个问题。 分风电轴承试验都提出需要大扭矩低转速的 ①屏蔽问题 试验条件。所以在进行试验机设计时，所选用 在进行装配的过程中，并没有严格对信号 的基本上都是相对大功率变频器，而变频器的 线进行选择以及屏蔽层进行接地，以消除公共 主要原理为：其主电路一般为交一直一交组 阻抗的耦合。在进行试验以前也曾出现过因 成，外部输人380V／50Hz的工频电源经三相桥 为信号线屏蔽层没有进行严格接地，而导致渐 路不可控整流成直流电压信号，经滤波电容滤 进开关信号被电机电磁强烈干扰而导致信号 波及大功率晶体管开关元件逆变为频率可变 传输出错。 的交流信号。在整流回路中，输入电流的波形 ②信号隔离问题 为不规则的矩形波，波形按傅立叶级数分解为 由于选用大功率变频器，相对体积较大， 基波和各次谐波，其中的高次谐波将干扰输人 而电箱内部空间有限，线路复杂，元器件放置 供电系统。而高次谐波电流还通过电缆向空 的相对紧密，无法进行单独隔离，从而导致变 间辐射，干扰邻近的电气设备，显然功率越大 频器辐射干扰较为严重，应将干扰源与模拟信 影响则越明显。 号控制电路相分离。 2 可能出现的具体问题 ③变频器设计问题 学兔兔 · 20·