Comment faire face aux interférences des convertisseurs de fréquence ?

Introduction

Convertisseurs de fréquenceégalement connu sous le nom de les entraînements à fréquence variable (EFV) ou variateurs de vitesseLes variateurs de vitesse sont des composants essentiels des applications industrielles modernes. Ils permettent un contrôle précis de la vitesse et du couple du moteur, améliorant ainsi l'efficacité et les performances. Le principe de fonctionnement des convertisseurs de fréquence génère intrinsèquement de fortes interférences électromagnétiques. Cet article présente les principes de fonctionnement des convertisseurs de fréquence et décrit des méthodes efficaces pour atténuer les interférences.

Déballage de l'interférence harmonique

Convertisseurs de fréquence convertissent une entrée CA à fréquence fixe en une sortie à fréquence variable pour contrôler la vitesse du moteur. Ce processus génère des harmoniques, qui sont des multiples de la fréquence fondamentale. Les interférences harmoniques peuvent fausser les formes d'onde de la tension et du courant, ce qui réduit l'efficacité et risque d'endommager les équipements sensibles.

1. Outils de détection et de surveillance :

Les outils traditionnels tels que les ampèremètres et les voltmètres ont leur utilité, mais l'intégration d'affichages numériques tels que les tachymètres améliore la capacité de surveillance en convertissant les quantités analogiques en valeurs numériques. Cela permet d'identifier et de quantifier les fréquences harmoniques.

2. Dispositifs de contrôle pour une gestion précise :

Pour assurer un contrôle précis face aux interférences harmoniques, les modules analogiques-numériques (AD) et les contrôleurs logiques programmables (PLC) entrent en jeu. Ces dispositifs convertissent efficacement les quantités analogiques en retour numérique, ce qui permet un contrôle nuancé et des stratégies d'atténuation.

3. VFD Paramètres :

Le réglage précis des paramètres de l'onduleur s'avère crucial pour atténuer les interférences harmoniques. Les utilisateurs peuvent choisir des paramètres de sortie tels que des signaux de tension ou de courant, ce qui permet de s'adapter à des besoins opérationnels spécifiques. Cette flexibilité est essentielle pour adapter les le convertisseur de fréquence pour répondre à diverses exigences.

Lutte contre les interférences des émissions conduites de radiofréquences

Les émissions conduites se produisent lorsque le bruit à haute fréquence généré par l'onduleur se propage le long des lignes électriques et d'autres conducteurs. Ce type d'interférence peut affecter le fonctionnement des équipements voisins connectés à la même source d'alimentation, entraînant des dysfonctionnements, voire des dommages.

1. Protocoles de communication :

L'utilisation de méthodes de communication avancées telles que MODBUS, PROFIBUS ou PROFINET offre une solution complète aux interférences des émissions conduites de radiofréquences. Ces protocoles permettent la collecte et le contrôle de données en temps réel, minimisant ainsi l'impact des interférences sur les équipements partageant le même réseau électrique.

2. Pratiques de câblage :

Pour minimiser les interférences, il est essentiel d'adopter des pratiques de câblage méticuleuses. En séparant clairement les lignes d'alimentation et de signal et en les éloignant des lignes d'entrée et de sortie du convertisseur, on minimise les risques d'interférence, quelle que soit la distance entre l'équipement et le convertisseur de fréquence.

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Lutte contre les interférences des radiofréquences

Les interférences rayonnées se produisent lorsque les signaux haute fréquence générés par le convertisseur de fréquence sont émis dans le milieu environnant sous forme d'ondes électromagnétiques. Ces ondes peuvent perturber le fonctionnement des appareils électroniques situés à proximité, en particulier ceux qui sont dotés de composants radiofréquences sensibles.

1. Mesures de protection efficaces :

Tandis que convertisseurs de fréquence Les lignes de sortie sont généralement dotées d'une coque en fer pour le blindage, mais des mesures supplémentaires sont nécessaires pour prévenir les interférences dues aux rayonnements. Le blindage des lignes de sortie par des tuyaux en acier renforce la prévention des interférences électromagnétiques, garantissant un impact minimal sur les équipements électroniques situés à proximité.

2. Considérations relatives à la distance :

Il est essentiel de maintenir une distance considérable entre les lignes de signaux et les lignes de circuits principaux, ainsi que les lignes de contrôle. Cette séparation minimise les interférences croisées et crée un environnement plus contrôlé pour les équipements électroniques fonctionnant à proximité des lignes de commande. le convertisseur de fréquence.

3. Mise à la terre pour un meilleur blindage :

L'efficacité des couches de blindage dans la prévention des interférences dues aux rayonnements dépend d'une mise à la terre fiable. Assurer la mise à la terre des couches de blindage améliore leur capacité à neutraliser les rayonnements électromagnétiques, ce qui rend les mesures de blindage plus robustes.

Quelles sont les principales étapes pour résoudre les interférences sur site ?

1. Adoption de mesures anti-interférences pour les logiciels

La mise en œuvre de solutions logicielles telles que le filtrage adaptatif, les algorithmes de correction d'erreurs et les techniques de suppression du bruit peut réduire de manière significative l'impact des interférences. Ces mesures peuvent aider à différencier les signaux réels du bruit, améliorant ainsi la fiabilité du système.

2.Effectuer une mise à la terre correcte

Une mise à la terre correcte est essentielle pour atténuer les interférences des convertisseurs de fréquence. Veillez à ce que tous les composants soient correctement mis à la terre afin de permettre aux bruits indésirables de se dissiper en toute sécurité. La mise à la terre permet également de réduire les différences de potentiel susceptibles de provoquer des interférences.

• La borne PE (E, G) du circuit principal de l'onduleur doit être mise à la terre.
• Le câble de mise à la terre de l'onduleur doit avoir une section d'au moins 4 mm² et ne pas dépasser 20 mètres de long.
• Les mises à la terre de protection et de fonctionnement des autres équipements électriques doivent avoir des pôles de mise à la terre distincts et converger finalement vers le point de mise à la terre électrique de l'armoire de distribution.
• Les masses blindées des signaux de commande et des fils du circuit principal doivent également avoir des pôles de mise à la terre distincts et converger finalement vers le point de mise à la terre électrique de l'armoire de distribution.

3.Bloquer les sources d'interférence

Le blindage de l'onduleur et de ses composants peut empêcher les interférences de se propager. Utilisez des boîtiers métalliques et des matériaux de blindage pour empêcher les ondes électromagnétiques de s'échapper et d'affecter d'autres appareils. Des câbles et des composants correctement blindés peuvent également minimiser les émissions conduites et rayonnées.

4. câblage raisonnable

Organisez le câblage de manière à minimiser les risques d'interférences. Séparez les câbles d'alimentation et les câbles de signal et évitez de les faire courir parallèlement les uns aux autres. Utilisez des câbles à paires torsadées pour les lignes de signaux afin de réduire l'impact des champs électromagnétiques. Des pratiques de câblage appropriées peuvent réduire de manière significative les interférences conduites et rayonnées.

5.Isolement des interférences

L'utilisation de transformateurs d'isolation ou d'optocoupleurs peut contribuer à couper le chemin des interférences. Ces dispositifs garantissent que les signaux peuvent être transmis sans connexion électrique directe, réduisant ainsi le potentiel de propagation du bruit.

6. Régler les filtres dans le circuit du système

Les filtres sont utilisés pour supprimer les signaux d'interférence conduits par les lignes électriques :

• Filtres d'entrée: Ils réduisent les interférences conduites par l'alimentation électrique. Ils comprennent des filtres de ligne (composés d'inductances pour augmenter l'impédance aux hautes fréquences) et des filtres de rayonnement (composés de condensateurs haute fréquence pour absorber les composants harmoniques haute fréquence).
• Filtres de sortie: Ils réduisent les composantes harmoniques d'ordre élevé dans le courant de sortie. Ils atténuent également le couple supplémentaire causé par les courants harmoniques dans les moteurs.

7.Utilisation des réacteurs

Des réactances, ou inductances, peuvent être ajoutées à l'entrée et à la sortie des convertisseurs de fréquence pour limiter le taux de variation de la tension et réduire la distorsion harmonique. Les réacteurs contribuent à lisser la forme d'onde du courant, minimisant ainsi les interférences harmoniques et améliorant la qualité globale de l'énergie.

Conclusion

La gestion des interférences provenant des convertisseurs de fréquence est essentielle pour maintenir les performances et la fiabilité des systèmes industriels. En mettant en œuvre des mesures appropriées, telles que des ajustements logiciels, une mise à la terre adéquate, un blindage, un câblage raisonnable, une isolation, un filtrage et l'utilisation de réacteurs, l'impact des interférences électromagnétiques peut être considérablement réduit, ce qui garantit le bon fonctionnement des convertisseurs de fréquence et de l'équipement électronique situé à proximité.