Dobavitelji podporne opreme za frekvenčne pretvornike vas opominjajo, da mora imeti elektromagnetna motnja (EMI) v skladu z osnovnimi načeli elektromagnetike tri elemente: vir elektromagnetne motnje, pot elektromagnetne motnje in sistem, občutljiv na elektromagnetno motnjo. Za preprečevanje motenj se lahko uporabi strojna in programska zaščita pred motnjami. Med njimi je strojna zaščita pred motnjami najpomembnejši ukrep za preprečevanje motenj v aplikacijskih sistemih. Na splošno se motnje odpravljajo z dveh vidikov: odpravljanje motenj in preprečevanje. Splošno načelo je zatiranje in odpravljanje virov motenj, prekinitev povezovalnih kanalov motenj s sistemom in zmanjšanje občutljivosti signalov motenj sistema. Posebni inženirski ukrepi lahko vključujejo izolacijo, filtriranje, zaščito, ozemljitev in druge metode.
1. Tako imenovana izolacija motenj se nanaša na izolacijo vira motenj od občutljivih delov vezja, tako da nimajo električnega stika. V prenosnih sistemih s frekvenčno regulacijo hitrosti se na daljnovodih med napajalnim in ojačevalnim vezjem običajno uporabljajo izolacijski transformatorji, da se preprečijo prevodne motnje. Za izolacijske transformatorje moči se lahko uporabljajo transformatorji za izolacijo šuma.
2. Namen namestitve filtrov v sistemskem tokokrogu je zatiranje motenj, ki se prenašajo iz frekvenčnega pretvornika po daljnovodu do napajanja motorja. Za zmanjšanje elektromagnetnega šuma in izgub je mogoče na izhodno stran frekvenčnega pretvornika namestiti izhodni filter; za zmanjšanje motenj zaradi moči je mogoče na vhodno stran frekvenčnega pretvornika namestiti vhodni filter. Če so v tokokrogu občutljive elektronske naprave, je mogoče na daljnovod namestiti filter za šum zaradi moči, da se preprečijo prevodne motnje. V vhodnih in izhodnih tokokrogih frekvenčnega pretvornika je poleg zgoraj omenjenih nižjih harmonskih komponent tudi veliko visokofrekvenčnih harmonskih tokov, ki svojo energijo širijo na različne načine in tvorijo moteče signale za druge naprave. Filtri so glavno sredstvo za dušenje visokofrekvenčnih harmonskih komponent. Glede na različna mesta uporabe jih lahko razdelimo na:
(1) Običajno obstajata dve vrsti vhodnih filtrov:
a、 Omrežni filtri so sestavljeni predvsem iz induktivnih tuljav. Ti oslabijo visokofrekvenčne harmonske tokove s povečanjem impedance vezja pri visokih frekvencah.
b、 Sevalni filtri so sestavljeni predvsem iz visokofrekvenčnih kondenzatorjev. Ti absorbirajo visokofrekvenčne harmonske komponente s sevano energijo.
(2) Izhodni filter je prav tako sestavljen iz induktivnih tuljav. Učinkovito lahko oslabi višje harmonske komponente v izhodnem toku. Ne le, da ima učinek proti motnjam, ampak lahko tudi oslabi dodatni navor, ki ga povzročajo višje harmonske tokove v motorju. Pri ukrepih proti motnjam na izhodnem koncu frekvenčnega pretvornika je treba upoštevati naslednje vidike:
a、 Izhodnega priključka frekvenčnega pretvornika ni dovoljeno priključiti na kondenzator, da se prepreči nastanek velikega vršnega polnilnega (ali praznilnega) toka v trenutku, ko je razsmernikova elektronka vklopljena (izklopljena), kar lahko poškoduje razsmernikovo elektronko;
b、 Ko je izhodni filter sestavljen iz LC vezja, mora biti stran filtra, ki je priključena na kondenzator, priključena na stran motorja.
3. Zaščita virov motenj je najučinkovitejši način za preprečevanje motenj. Običajno je sam frekvenčni pretvornik zaščiten z železno lupino, da se prepreči uhajanje elektromagnetnih motenj; najbolje je, da se izhodni vod zaščiti z jeklenimi cevmi, zlasti pri krmiljenju frekvenčnega pretvornika z zunanjimi signali. Signalni vod mora biti čim krajši (običajno znotraj 20 m), signalni vod pa mora biti zaščiten z dvema jedroma in popolnoma ločen od glavnega električnega voda (AC380V) in krmilnega voda (AC220V). Ne sme biti nameščen v istem cevovodu ali kanalu, zaščitene pa morajo biti tudi okoliške občutljive elektronske naprave. Za zagotovitev učinkovite zaščite mora biti zaščitni pokrov zanesljivo ozemljen.
4. Pravilna ozemljitev lahko učinkovito zatre zunanje motnje v sistemu in zmanjša motnje same opreme v zunanjem svetu. V praktičnih sistemih kaotična povezava nevtralne linije napajanja sistema (nevtralna linija), ozemljitvene linije (zaščitna ozemljitev, ozemljitev sistema) in zaščitne ozemljitve krmilnega sistema (zaščitna ozemljitev krmilnega signala in zaščitna ozemljitev glavnega tokokroga) močno zmanjša stabilnost in zanesljivost sistema.
Pri frekvenčnih pretvornikih je pravilna ozemljitev priključkov glavnega tokokroga PE (E, G) pomembno sredstvo za izboljšanje sposobnosti dušenja šuma frekvenčnega pretvornika in zmanjšanje njegovih motenj. Zato jo je treba v praktični uporabi zelo ceniti. Presek ozemljitvene žice frekvenčnega pretvornika na splošno ne sme biti manjši od 2,5 mm2, dolžina pa mora biti znotraj 20 m. Priporočljivo je, da je ozemljitev frekvenčnega pretvornika ločena od ozemljitvenih točk druge energetske opreme in da si jih ne deli.
5. Uporaba reaktorjev
Delež nizkofrekvenčnih harmonskih komponent (5. harmonik, 7. harmonik, 11. harmonik, 13. harmonik itd.) v vhodnem toku frekvenčnega pretvornika je zelo visok. Poleg tega, da lahko motijo normalno delovanje druge opreme, porabijo tudi veliko jalove moči, kar močno zmanjša faktor moči omrežja. Vstavitev dušilke zaporedno v vhodni tokokrog je učinkovita metoda za dušenje nižjih harmonskih tokov. Glede na različne položaje ožičenja obstajata predvsem dve vrsti:
(1) Dušilka je zaporedno priključena med napajalnik in vhodno stran frekvenčnega pretvornika. Njene glavne funkcije vključujejo:
a、 Z dušenjem harmonskih tokov se faktor moči poveča na (0,75–0,85);
b、 Zmanjšajte vpliv prenapetostnega toka v vhodnem tokokrogu na frekvenčni pretvornik;
c、 Zmanjšajte vpliv neravnovesja napetosti napajanja.
(2) Enosmerna dušilka je zaporedno priključena med usmerniški most in filtrirni kondenzator. Njena funkcija je relativno preprosta, in sicer oslabitev višjih harmonskih komponent v vhodnem toku. Vendar je učinkovitejša od izmeničnih dušilk pri izboljšanju faktorja moči, ki doseže 0,95, in ima prednosti preproste strukture in majhne velikosti.
6. Razumno ožičenje
Moteče signale, ki se širijo z indukcijo, je mogoče oslabiti z ustreznim ožičenjem. Posebne metode vključujejo:
(1) Napajalni in signalni vodniki opreme morajo biti ločeni od vhodnih in izhodnih vodnikov frekvenčnega pretvornika;
(2) Napajalni in signalni vodi drugih naprav se ne smejo nahajati vzporedno z vhodnimi in izhodnimi vodi frekvenčnega pretvornika;