第4章 驱动系统的接地
变频器从原理上讲是把交流电变成直流电,再将直流电变成所需要的电源传输给电动机从而驱动电
动机工作的设备。由于在交流电变直流电的过程中,会有谐波产生。因此,在自动化系统中,变频器
常常是整个系统的干扰源,为了避免变频器给系统带来干扰,需要对变频器以及整个系统采取必
要的防护措施,例如接地、加滤波器以及规范布线。
4.1 预防干扰的总原则
为达到设备、机器或控制柜的 EMC 规定,必须制定周密的计划。依据来源于:
取决于使用环境的 EMC 要求;
EMC 区域方案;
等电位连接。
4.1.1 驱动系统的使用环境
在 1 类环境(居住区域)中,允许的放射电平处在较低的级别。因此,对于1类环境中使用的设备必须具有较低的干扰放射性,所需的抗干扰性也相对较低。
在 2 类环境(工业区域)中,允许的放射电平处在较高的级别。对于2类环境中使用的设备必须具有相对较高的干扰放射性,所需的抗干扰性也相对较高。
根据 EMC 产品标准 IEC 61800-3 的环境和类别见表5-1。
表格 5- 1 IEC 61800-3 定义的环境和类别
注: 1. C1 类没有产品供货。
2. 如果驱动系统已由专业人员安装,则可在符合 EMC 产品标准 IEC 61800-3 的1 类 环境 C2 类中使用。
3. 在此文档中所描述的驱动系统与相应的滤波器可在符合 EMC 产品标准 IEC 61800-3 的2类环境 C3类中使用。
4. 为确保满足 C4 类中的 EMC 标准,设备制造商和设备操作人员必须在此情况下协商EMC 计划,即单独的、 设备专用的措施。在允许的情况下,驱动系统也可根据EMC标准 IEC 61800-3 在未接地的电网(IT 电网)上使用。
4.1.2 EMC 区域方案
(1) 通过互相分隔干扰源和干扰汇点进行安装,能够简单经济地实现设备或控制柜内部的抗干扰措施。该分隔必须在计划时予以考虑。
(2) 确定每个使用的设备是否具有潜在的干扰源或干扰汇点。
典型的干扰源有变频器、制动模块、开关网络部件、接触器线圈等。
典型的干扰汇点有自动化设备、编码器和传感器及其分析电子设备等。
进行设备总范围或控制柜总范围在EMC区域的划分并为设备分配区域,如图5-1所示。
图4-1 控制柜内EMC区域分配或驱动系统分配
A 区 电源连接
必须遵守电缆干扰放射性和抗干扰性的限值
B 区 功率电子设备
干扰源:由整流器、可能的制动削波器、逆变器 + 可能的电机侧电抗器和滤波器组成的变频器
C 区 控制系统和传感器系统
干扰汇点:敏感的控制系统电子设备和调节电子设备 + 传感器系统
D 区 外设信号接口
必须遵守抗干扰性的限值
E 区 电机和电机电缆
干扰源
其中:
每个区域都有干扰放射性和抗干扰性的不同要求。 这些区域必须进行电磁去耦处理。 可通过空间长间距进行去耦(大约 20cm)。 使用分开的金属外壳或大面积的分隔板可以更好地,更节约空间地进行去耦。
不同区域的电缆必须分隔开,不允许在相同的电缆束或电缆通道中进行布线。 在每个区域的连接处可能需要使用滤波器和/或耦合模块。 通过电流隔断的耦合模块可以有效地阻止区域间的干扰扩散。
所有牵引到控制柜外部的通讯电缆和信号电缆都必须经过屏蔽。 对于较长的模拟信号电缆还需额外使用分隔放大器。
控制柜内的布置及电缆布线如图5-2所示。
图5-2 柜内的布置及电缆布线
注:Category 指的是表5-1中的类别。
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