Taajuusmuuttajien tukilaitteiden toimittajat muistuttavat, että sähkömagneettisuuden perusperiaatteiden mukaan sähkömagneettisilla häiriöillä (EMI) on oltava kolme elementtiä: sähkömagneettisen häiriön lähde, sähkömagneettisen häiriön reitti ja sähkömagneettisille häiriöille herkkä järjestelmä. Häiriöiden estämiseksi voidaan käyttää laitteistopohjaista ja ohjelmistopohjaista häiriönestoa. Näistä laitteistopohjainen häiriönesto on sovellusjärjestelmien perustavanlaatuisin ja tärkein häiriönestotoimenpide. Yleensä häiriöitä vaimennetaan kahdesta näkökulmasta: häiriöiden estämisestä ja ehkäisemisestä. Yleisenä periaatteena on häiriölähteiden vaimentaminen ja poistaminen, häiriöiden kytkentäkanavien katkaiseminen järjestelmään ja järjestelmän häiriösignaalien herkkyyden vähentäminen. Tekniikan alan erityistoimenpiteitä voivat olla eristäminen, suodatus, suojaus, maadoitus ja muut menetelmät.
1. Niin sanottu häiriöeristys tarkoittaa häiriölähteen eristämistä piirin herkistä osista, jotta ne eivät ole sähkökontaktissa. Muuttuvataajuuksisissa nopeussäätöisissä siirtojärjestelmissä käytetään yleensä eristysmuuntajia virtalähteen ja vahvistinpiirien välisissä virtajohdoissa johtuvien häiriöiden estämiseksi. Tehoeristysmuuntajina voidaan käyttää kohinaeristysmuuntajia.
2. Järjestelmäpiiriin asennettavien suodattimien tarkoituksena on vaimentaa taajuusmuuttajasta sähköverkon kautta moottorin virransyöttöön välittyviä häiriösignaaleja. Sähkömagneettisen kohinan ja häviöiden vähentämiseksi taajuusmuuttajan lähtöpuolelle voidaan asentaa lähtösuodatin. Tehohäiriöiden vähentämiseksi taajuusmuuttajan tulopuolelle voidaan asentaa tulosuodatin. Jos piirissä on herkkiä elektronisia laitteita, sähköverkkoon voidaan asentaa tehokohinasuodatin johtuvien häiriöiden estämiseksi. Taajuusmuuttajan tulo- ja lähtöpiireissä on edellä mainittujen alempien harmonisten komponenttien lisäksi myös monia korkeataajuisia harmonisia virtoja, jotka levittävät energiaansa eri tavoin muodostaen häiriösignaaleja muihin laitteisiin. Suodattimet ovat tärkeimmät keinot korkeataajuisten harmonisten komponenttien vaimentamiseen. Eri käyttöpaikkojen mukaan ne voidaan jakaa:
(1) Tulosuodattimia on yleensä kahdenlaisia:
a. Linjasuodattimet koostuvat pääasiassa induktiivisista keloista. Ne heikentävät korkeataajuisia harmonisia virtoja lisäämällä piirin impedanssia korkeilla taajuuksilla.
b. Säteilysuodattimet koostuvat pääasiassa korkeataajuisista kondensaattoreista. Ne absorboivat korkeataajuisia harmonisia komponentteja säteilevän energian kanssa.
(2) Lähtösuodatin koostuu myös induktiivisista keloista. Se voi tehokkaasti heikentää lähtövirran korkeamman asteen harmonisia komponentteja. Sillä ei ole ainoastaan häiriöitä vaimentavaa vaikutusta, vaan se voi myös heikentää moottorin korkeamman asteen harmonisten virtojen aiheuttamaa lisävääntömomenttia. Taajuusmuuttajan lähtöpään häiriöidenestotoimenpiteissä on otettava huomioon seuraavat seikat:
a. Taajuusmuuttajan lähtöliitintä ei saa kytkeä kondensaattoriin, jotta vältetään suuren lataus- (tai purkaus-) virran huippuarvon syntyminen invertteriputken päälle-/poiskytkentähetkellä, mikä voi vahingoittaa invertteriputkea.
b. Kun lähtösuodatin koostuu LC-piiristä, kondensaattoriin kytketyn suodattimen puolen on oltava kytkettynä moottorin puoleiseen puoleen.
3. Häiriölähteiden suojaaminen on tehokkain tapa vaimentaa häiriöitä. Yleensä taajuusmuuttaja itse on suojattu rautakuorella sähkömagneettisten häiriöiden vuotamisen estämiseksi. Lähtölinja on parasta suojata teräsputkilla, erityisesti silloin, kun taajuusmuuttajaa ohjataan ulkoisilla signaaleilla. Signaalilinjan tulee olla mahdollisimman lyhyt (yleensä 20 metrin sisällä), ja signaalilinjan tulee olla suojattu kaksoisjohtimilla ja täysin erillään päävirtalinjasta (AC380V) ja ohjauslinjasta (AC220V). Sitä ei saa sijoittaa samaan putkistoon tai kanavaan, ja myös ympäröivät elektroniset herkät laitelinjat on suojattava. Tehokkaan suojauksen varmistamiseksi suojakansi on maadoitettava luotettavasti.
4. Asianmukainen maadoitus voi tehokkaasti vaimentaa järjestelmän ulkoisia häiriöitä ja vähentää itse laitteen häiriöitä ulkomaailmaan. Käytännön sovelluksissa järjestelmän tehon nollajohtimen (nollajohtimen), maadoitusjohtimen (suojamaadoitus, järjestelmän maadoitus) ja ohjausjärjestelmän suojausmaan (ohjaussignaalin suojausmaa ja pääpiirin johtimen suojausmaa) kaoottinen kytkentä heikentää huomattavasti järjestelmän vakautta ja luotettavuutta.
Taajuusmuuttajissa pääpiirin liittimien PE (E, G) oikeanlainen maadoitus on tärkeä keino parantaa taajuusmuuttajan kohinanvaimennuskykyä ja vähentää sen aiheuttamia häiriöitä. Siksi sitä on arvostettava suuresti käytännön sovelluksissa. Taajuusmuuttajan maadoitusjohtimen poikkileikkauspinta-alan tulisi yleensä olla vähintään 2,5 mm2 ja pituuden tulisi pysyä 20 metrin sisällä. On suositeltavaa, että taajuusmuuttajan maadoitus erotetaan muiden teholaitteiden maadoituspisteistä eikä niitä jaeta.
5. Reaktorien käyttö
Matalataajuisten harmonisten komponenttien (5. harmoninen, 7. harmoninen, 11. harmoninen, 13. harmoninen jne.) osuus taajuusmuuttajan tulovirrasta on erittäin suuri. Sen lisäksi, että ne saattavat häiritä muiden laitteiden normaalia toimintaa, ne kuluttavat myös paljon loistehon, mikä pienentää merkittävästi linjan tehokerrointa. Kuristimen kytkeminen sarjaan tulopiiriin on tehokas tapa vaimentaa matalataajuisia harmonisia virtoja. Eri johdotuspaikkojen mukaan on olemassa pääasiassa kahdenlaisia tyyppejä:
(1) Reaktori on kytketty sarjaan virtalähteen ja taajuusmuuttajan tulopuolen väliin. Sen päätoimintoihin kuuluvat:
a、 Vaimentamalla harmonisia virtoja tehokerroin kasvaa arvoon (0,75–0,85);
b. Heikentää tulopiirin ylijännitevirran vaikutusta taajuusmuuttajaan;
c, heikentää virtalähteen jännitteen epätasapainon vaikutusta.
(2) Tasavirtakuristin on kytketty sarjaan tasasuuntaussillan ja suodatuskondensaattorin väliin. Sen toiminta on suhteellisen yksinkertainen: se heikentää tulovirran korkeamman asteen harmonisia komponentteja. Se on kuitenkin tehokkaampi kuin vaihtovirtakuristimet tehokertoimen parantamisessa, jolloin se saavuttaa 0,95:n, ja sillä on yksinkertaisen rakenteen ja pienen koon etuna.
6. Kohtuullinen johdotus
Induktion kautta leviäviä häiriösignaaleja voidaan heikentää kohtuullisen johdotuksen avulla. Erityisiä menetelmiä ovat:
(1) Laitteen virta- ja signaalijohdot tulee pitää erillään taajuusmuuttajan tulo- ja lähtöjohdoista;
(2) Muiden laitteiden virta- ja signaalijohtojen tulisi välttää rinnakkaisuutta taajuusmuuttajan tulo- ja lähtöjohtojen kanssa;