Dodávatelia podporných zariadení pre frekvenčné meniče pripomínajú, že podľa základných princípov elektromagnetiky musí mať elektromagnetické rušenie (EMI) tri prvky: zdroj elektromagnetického rušenia, dráhu elektromagnetického rušenia a systém citlivý na elektromagnetické rušenie. Na zabránenie rušenia je možné použiť hardvérové a softvérové protirušiace opatrenie. Hardvérové protirušiace opatrenie je najzákladnejším a najdôležitejším protirušiacim opatrením pre aplikačné systémy. Vo všeobecnosti sa rušenie potláča z dvoch hľadísk: proti rušeniu a prevencii. Všeobecným princípom je potlačiť a eliminovať zdroje rušenia, prerušiť spojovacie kanály rušenia so systémom a znížiť citlivosť rušivých signálov systému. Medzi špecifické opatrenia v inžinierstve patrí izolácia, filtrovanie, tienenie, uzemnenie a ďalšie metódy.
1. Takzvaná izolácia rušenia sa vzťahuje na izoláciu zdroja rušenia od citlivých častí obvodu tak, aby nedošlo k elektrickému kontaktu. V prenosových systémoch s reguláciou otáčok s premenlivou frekvenciou sa na elektrických vedeniach medzi napájacím zdrojom a zosilňovačom zvyčajne používajú izolačné transformátory, aby sa zabránilo rušeniu vedením. Ako výkonové izolačné transformátory sa môžu použiť transformátory na izoláciu hluku.
2. Účelom nastavenia filtrov v systémovom obvode je potlačiť rušivé signály prenášané z frekvenčného meniča cez elektrické vedenie do napájacieho zdroja z motora. Na zníženie elektromagnetického šumu a strát je možné na výstupnú stranu frekvenčného meniča nainštalovať výstupný filter. Na zníženie rušenia napájania je možné na vstupnú stranu frekvenčného meniča nainštalovať vstupný filter. Ak sú v obvode citlivé elektronické zariadenia, je možné na elektrické vedenie nainštalovať filter rušenia napájania, aby sa zabránilo vedenému rušeniu. Vo vstupných a výstupných obvodoch frekvenčného meniča sa okrem vyššie uvedených nižších harmonických zložiek nachádza aj mnoho vysokofrekvenčných harmonických prúdov, ktoré šíria svoju energiu rôznymi spôsobmi a vytvárajú rušivé signály do iných zariadení. Filtre sú hlavným prostriedkom používaným na tlmenie vysokofrekvenčných harmonických zložiek. Podľa rôznych miest použitia ich možno rozdeliť na:
(1) Zvyčajne existujú dva typy vstupných filtrov:
a、 Sieťové filtre sa skladajú prevažne z indukčných cievok. Zoslabujú harmonické prúdy s vyššou frekvenciou zvýšením impedancie obvodu pri vysokých frekvenciách.
b、 Radiačné filtre sa skladajú prevažne z vysokofrekvenčných kondenzátorov. Absorbujú vysokofrekvenčné harmonické zložky s vyžarovanou energiou.
(2) Výstupný filter sa tiež skladá z indukčných cievok. Dokáže účinne oslabiť vyššie harmonické zložky vo výstupnom prúde. Nielenže má protirušivý účinok, ale môže tiež oslabiť dodatočný krútiaci moment spôsobený vyššími harmonickými prúdmi v motore. Pri opatreniach proti rušeniu na výstupnom konci frekvenčného meniča je potrebné zohľadniť nasledujúce aspekty:
a、 Výstupný terminál frekvenčného meniča nesmie byť pripojený ku kondenzátoru, aby sa predišlo generovaniu veľkého špičkového nabíjacieho (alebo vybíjacieho) prúdu v momente, keď je meničová trubica zapnutá (vypnutá), čo by mohlo meničovú trubicu poškodiť.
b、 Ak je výstupný filter zložený z LC obvodu, strana filtra pripojená ku kondenzátoru musí byť pripojená k strane motora.
3. Tienenie zdrojov rušenia je najúčinnejší spôsob potlačenia rušenia. Zvyčajne je samotný frekvenčný menič tienený železným plášťom, aby sa zabránilo úniku elektromagnetického rušenia. Najlepšie je tieniť výstupné vedenie oceľovými rúrkami, najmä pri ovládaní frekvenčného meniča externými signálmi. Signálne vedenie by malo byť čo najkratšie (zvyčajne do 20 m) a signálne vedenie by malo byť tienené dvojitými jadrami a úplne oddelené od hlavného elektrického vedenia (380 V AC) a riadiaceho vedenia (220 V AC). Nesmie byť umiestnené v tom istom potrubí alebo káblovode a okolité vedenia citlivých elektronických zariadení by mali byť tiež tienené. Pre zabezpečenie účinného tienenia musí byť tieniaci kryt spoľahlivo uzemnený.
4. Správne uzemnenie môže účinne potlačiť vonkajšie rušenie v systéme a znížiť rušenie samotného zariadenia s vonkajším svetom. V praktických aplikačných systémoch chaotické prepojenie neutrálneho vedenia napájania systému (neutrálne vedenie), uzemňovacieho vedenia (ochranné uzemnenie, uzemnenie systému) a tieniaceho uzemnenia riadiaceho systému (tieniaceho uzemnenia riadiaceho signálu a tieniaceho uzemnenia hlavného obvodového vodiča) výrazne znižuje stabilitu a spoľahlivosť systému.
Pre frekvenčné meniče je správne uzemnenie svoriek hlavného obvodu PE (E, G) dôležitým prostriedkom na zlepšenie schopnosti frekvenčného meniča potlačiť šum a znížiť jeho rušenie. Preto sa musí v praktických aplikáciách vysoko ceniť. Prierez uzemňovacieho vodiča frekvenčného meniča by vo všeobecnosti nemal byť menší ako 2,5 mm2 a dĺžka by sa mala kontrolovať do 20 m. Odporúča sa, aby uzemnenie frekvenčného meniča bolo oddelené od uzemňovacích bodov iných výkonových zariadení a nebolo zdieľané.
5. Používanie reaktorov
Podiel nízkofrekvenčných harmonických zložiek (5. harmonická, 7. harmonická, 11. harmonická, 13. harmonická atď.) vo vstupnom prúde frekvenčného meniča je veľmi vysoký. Okrem toho, že môžu rušiť normálnu prevádzku iných zariadení, spotrebúvajú aj veľké množstvo jalového výkonu, čím výrazne znižujú účinník vedenia. Zapojenie tlmivky sériovo do vstupného obvodu je účinnou metódou na potlačenie prúdov nižších harmonických. Podľa rôznych polôh zapojenia existujú hlavne dva typy:
(1) Tlmivka je zapojená sériovo medzi napájací zdroj a vstupnú stranu frekvenčného meniča. Medzi jej hlavné funkcie patrí:
a、 Potlačením harmonických prúdov sa účinník zvýši na (0,75 – 0,85);
b、 Oslabte vplyv prepäťového prúdu vo vstupnom obvode na frekvenčný menič;
c、 Oslabte vplyv nerovnováhy napätia v napájacom zdroji.
(2) Jednosmerná tlmivka je zapojená sériovo medzi usmerňovací mostík a filtračný kondenzátor. Jej funkcia je relatívne jednoduchá, spočíva v oslabení vyšších harmonických zložiek vo vstupnom prúde. Je však účinnejšia ako striedavé tlmivky pri zlepšovaní účinníka, ktorý dosahuje hodnotu 0,95, a má výhody jednoduchej konštrukcie a malých rozmerov.
6. Rozumné zapojenie
Interferenčné signály šírené indukciou je možné zoslabiť vhodným zapojením. Medzi konkrétne metódy patria:
(1) Napájacie a signálne vedenia zariadenia by mali byť umiestnené ďalej od vstupných a výstupných vedení meniča frekvencie;
(2) Napájacie a signálne vedenia iných zariadení by nemali byť paralelné so vstupnými a výstupnými vedeniami frekvenčného meniča;