摘要公司在去年设备年度检修时,将安装在烟叶复烤机上的9台与电机并不匹配的西门子变频器,换成了体积与功率均合适的日立变频器。可在设备试运行时,却发现装在复烤机上的7只铂热电阻温度计,测出的温度与复烤机内实际温度相差悬殊,且不符合温度变化规律性,本文将就此问题进行探究。
　　关键词变频器 铂热电阻 精度
　　中图分类号:TM4文献标识码:A
　　
　　1 数据失真判断过程
　　初步断定的原因有两种:(1)铂热电阻传感器出了故障。但经脱机校检,铂热电阻误差均在允许范围之内。排除了这种可能;(2)新安装的日立变频器干扰了铂热电阻的检测信号。由此,我们断定:确实是日立变频器干扰造成了数据失真。
　　2 干扰的产生及传播途径
　　2.1 干扰的产生
　　变频器主电路由整流部分、直流滤波环节和输出逆变等几部分组成。参见下图:
　　
　　图中整流部分的二极管D1～D6、逆变输出部分的IGBT管(绝缘栅双极性晶体管)均为半导体开关元件,变频器就是通过这些元件的通断,将频率为50Hz的市电转换为频率可调的三相电源,其输出电压和电流不是标准正弦波,而是包含许多的高次谐波成分,高次谐波会以各种方式把自己的能量传播出去,干扰周围设备;另外,当半导体元件工作于开关模式并做高速切换时,产生的大量耦合性干扰,同样对其它设备产生不良影响,严重时使系统无法正常运行。
　　2.2 干扰的传播途径
　　(1)空间电磁辐射干扰。变频器如果不是处在一个全封闭的金属外壳内,它就通过空间向外辐射电磁波, 其辐射场强取决于干扰源的电流强度、装置的等效辐射阻抗,以及干扰源的发射频率;(2)传导干扰。电磁干扰可通过与其相连的导线向外部发射,也可通过阻抗耦合或接地回路耦合将干扰带入其它回路,这种方式可将干扰传播很远,甚至会危害到接于同一中压电网的其它低压配电网络中的电气设备;(3)感应耦合。变频器的输入、输出导线会与相邻的其它导线或导体产生感应耦合,感应耦合会以导体间电容、电感或电容电感混合的形式,在相邻导线或导体内感应出干扰电压或电流。
　　3 变频控制系统在设计与施工中削弱干扰的措施
　　(1)在设备布置时,应将变频器与敏感设备分开。在安装时,应将变频器单独布置,以减少可能产生的空间电磁辐射干扰。在实际施工过程中,如果确实因空间原因不能单独布置时,应尽量将敏感电子设备与变频器拉大距离安装;(2)主电路与信号控制电路采用屏蔽线。由于变频器的输出电流中含有较强的高次谐波成分,为减轻耦合干扰,变频器的输出导线与信号控制线,均应采用屏蔽电缆,且输出导线与信号线应保持一定距离分开布线;(3)要有正确良好的接地。变频器的接地方式有多点接地、一点接地及经母线接地等多种方式,应根据具体情况采用具体方式,并严格按规范安装接地装置,确保不因接地方式错误或接地不良而加剧干扰;(4)尽量减少变频器与控制系统间不必要的连线。
　　4 整改方法与效果
　　鉴于我单位复烤机为成型设备,不可能做大范围整改,经多方考证,我们最后采用的解决方案是:把铂热电阻的检测信号线放在屏蔽的金属管内,并将金属管与变频器的输出导线相隔40cm分开布线;同时,把新装的日立变频器全部改装到一组独立的电控柜内,问题得到彻底的解决。经过一个复烤生产周期验证,设备运行状态良好,未再出现类似情况。
　　
　　参考文献
　　[1]变频器实用技术问答.电子报,2008(35).
　　[2]曲海波,李传伟.变频器应用中的干扰及其抑制.电气时代,2006(8).