丝杆步进电机工作原理,丝杆步进电机的用途
2023-11-04
很多朋友对emcn变频器说明书,在变频器中EMC滤波器有什么作用不是很了解,每日小编刚好整理了这方面的知识,今天就来带大家一探究竟。
简介尽管制造商提供的大多数转换器都配有内部干扰抑制器件,但在某些应用中仍然需要外部EMC滤波器。EPCOS的两种EMC滤波器非常适合变频器的外部应用。
目前,随着变频器市场的不断扩大,激烈的竞争、成本压力和技术创新导致产品价格不断下降、体积不断缩小,也扩大了变频器的应用领域。当今的逆变器制造商通常提供内置干扰抑制装置的产品,但这只能保证在精确定义的工作条件下满足EMC的要求。
如果超过极限,就需要配置外部滤波器,进行其他干扰测试,这意味着更多的开支,最终导致更高的系统成本。
根据逆变器的产品说明,满足EMC要求的最大工作范围通常与逆变器的开关频率和逆变器与电机之间的最大电缆长度有关。一般来说,开关频率越高,干扰越强。更长的电缆意味着更多的共模电流将流经共模扼流圈以抑制干扰。如果实际电缆长度超过变频器产品手册中规定的最大电缆长度,则会出现不符合限制的情况。
此外,变频器内置的噪声抑制线圈甚至可能饱和,导致整个滤波器完全失效。
1 EPCOS B84143A和B84143B系列滤波器EPCOS B84143A和B84143B系列EMC滤波器具有以下特点:1)是长电机电缆和满负荷运行的优化方案;2)高插入损耗性能;3)安装方便,重量轻(0.58~13.5 kg),体积小(51.4 mm、63 mm、165 mm ~110 mm、220 mm、440mm);4)适用于所有工业电源,最大电压520 V,50/60hz;5)产品有UL和CSA认证,最大认证电流200 A;6)可提供2 500 A电流的定制解决方案;
7)过载能力高,可承受2.5倍最大额定电流过载。其轮廓如图1所示。现在我们测试内置干扰抑制装置的商用变频器在不同应用条件下的性能,以说明这两种EMC滤波器在变频器应用中的效果。
2长电缆驱动问题通常,内置干扰抑制装置的变频器的最大运行电缆长度为5 m.带有内部干扰抑制装置的测试曲线如图2所示。被测变频器有内部干扰抑制装置,电机电缆长度5 m或50 m,电机功率11 kW。电机电缆长度为50 m时,超过限值。测试表明,在这些条件下,最大传导发射满足EN55011/A级的要求。
但是,如果逆变器使用更长的电缆,电源线上的传导干扰会增加,并且逆变器的内置滤波器不能确保足够的噪声抑制。因为屏蔽电缆本身的高寄生电容产生的共模电流也会随着电缆的长度而增加,这些电流会导致内部滤波器的共模扼流圈饱和,这样就很难满足EMC的要求,需要配置外部滤波器。
在本例中,变频器配有一根50米长的电缆。测试记录清楚地显示,内部滤波器的线圈饱和,发出嗡嗡声和恼人的噪音,因此必须配置外部滤波器,以确保再次满足EMC限值的要求。图3显示了带有外部滤波器、电机功率为11 kW、屏蔽电缆长度为50米的相应逆变器的EMI测试曲线。其中,型号为B84143-A25-R105的EPCOS超紧凑型低成本滤波器用于本应用。
3饱和度的影响有无外接滤波器的对比测试曲线如图3所示,显示干扰有所降低,但仍不低于限值。证明这种外接滤波器不适合这种拓扑,因为逆变器内部的线圈饱和,成为附加干扰源,饱和线圈产生的干扰直接叠加在逆变器本身的干扰信号上。
这是因为当共模交流电流流经共模扼流圈时,它会一直处于饱和状态。由于其非线性特性,扼流圈表现得像一个额外的宽带干扰源。因此,可以通过测试峰值(PK)和准峰值(QP)来反映线圈饱和的特性,可以看出峰值和准峰值已经超限。相比之下,线圈饱和对平均值(AV)的影响非常有限。
由线圈饱和引起的宽带干扰相应地被宽带PK和QP检测器更清楚地捕获,而不是窄带检测器AV。
乍一看,内置线圈的测试曲线在数百kHz至3 MHz的频率范围内令人惊讶。这是因为共模扼流圈的电感是由其铁氧体材料决定的,铁氧体材料不仅可以抑制共模干扰,而且漏电感非常低(漏电感是部分磁场通过空气而不是铁氧体介质产生的)。这部分漏电感不受线圈饱和影响,继续存在,但对其他因线圈饱和而超限的频段几乎没用。
如果同一个变频器使用同型号B84143-A25-R105的同一个EPCOS滤波器,但是去掉了变频器内部的扼流圈,结果如图3所示,更容易达到限值。
因此,变频器内部的干扰抑制线圈被移除。这很好地展示了无滤波器变频器的效果。没有内置滤波器的变频器还是包含了一些抑制干扰的基本元件,比如连接良好的电容。内部电容是必要的,这样连接逆变器和滤波器的电源线上的高频干扰将被有效地降低,以防止噪声耦合到滤波器的电源线上。否则,连接电缆必须屏蔽。
然而,现实情况是,如果用户使用带有共模扼流圈的内部干扰抑制元件,则不可避免地要同时使用性能更高的外部滤波器,如图4所示的型号为B84143-B25-R110的EPCOS两段式滤波器。被测变频器内置线圈,电机电缆长度50 m,电机功率11 kW,外置滤波器为B84143-B25-R110作为内部干扰抑制装置的补充。
这至少保证了干扰低于相应的限值,符合EMC的要求。当频率达到0.5 MHz时,测试曲线中的峰值PK剧烈波动,因为内部扼流圈仍在饱和状态下工作。然而,准峰值QP曲线将是平滑的,并明显低于极限。
4并联的问题当电源输入的干扰随着电机电缆的长度增加时,如果变频器同时驱动多台并联电机,那么这个问题会更加严重。我们可以把屏蔽电缆看成是多个串联电感和多个电容并联接地的简化电路(多个子电路串联)。这些电容部分并联,总对地电容随着并联电缆的增加而增加。
但是,另一方面,屏蔽电缆的等效电路非常复杂,由于在线电感的存在,两根电缆的并联并不等同于两个寄生电容的并联。
然而,逆变器驱动两个并联的电机(在这个例子中,一个电机的功率为7.5 kW和11 kW),并且每个电机通过25 m长的电缆连接。这种配置比带有50米长电缆的单个电机要求更高。两台电机并联的测试曲线如图5所示。
外部B84143-A25-R105滤波器的安装是有无内置干扰抑制装置的对比测试曲线。对比图3和图5可以看出,电缆长度为25 m的两台电机产生的干扰明显高于电缆长度为50 m的电机.这种现象在拆下逆变器内部线圈后的对比试验中也能重现。
如果使用低成本的滤波器B84143-A25-R105,即使去掉内部线圈也能达到极限以下的目标,但裕量明显比单电机50 m电缆情况下小很多。
以上知识分享希望能够帮助到大家!
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