可控硅中频电源运行中的抗干扰问题研究.docx

可控硅中频电源运行中的抗干扰问题研究chendong导语：分析可控硅中频电源运行中各种干扰信号的产生及其对中频电源平安运行的影响，提出削弱干扰、增强抗干扰才能、进步中频电源运行可靠性的有效措施。摘要：分析可控硅中频电源运行中各种干扰信号的产生及其对中频电源平安运行的影响，提出削弱干扰、增强抗干扰才能、进步中频电源运行可靠性的有效措施。关键词：KGPS电源干扰信号抗干扰研究随着电力电子技术的开展和电力电子元器件制造程度的进步，中频感应加热技术日臻完善。中频感应加热以其便捷高效的加热性能正逐步取代煤、油等燃料加热而成为工业加热的首选方式。作为感应加热装置的电源，KGPS可控硅静止变频装置与传统BPS机组中频发电机组相比，负载适应性强，效率高，易于形成自动加热线，已在工业加热领域得到越来越广泛的应用。无论是铸造、铸造还是热处理消费线，作为前端加热工序中的关键设备，KGPS电源一旦出现故障，就会直接造成整条消费线停产。所以，KGPS电源运行的可靠性值得重点关注。实际应用中，可控硅电源所在现场环境条件往往较差，振动强，温度高，灰尘多，同时作为复杂的交一直一交变频系统，电源运行中较易受到各种干扰信号的影响，十分对电源触发系统和保护系统的影响尤为显著。当KGPS电源触发系统电路受到干扰时，往往造成电源启动性能下降；当保护系统电路受到干扰时，会造成保护环节过流、过压等误动作，导致电源频繁跳闸，不能正常工作，甚至造成保护失灵，损坏功率元件，引发设备事故。由于干扰信号的随机性，对于此类故障的分析诊断比拟困难，稍有不慎，还有可能造成故障扩大。所以，对可控硅中频电源运行中涉及到的各种干扰信号进展综合分析，研究确定相应的抗干扰措施，对于进步中频电源运行可靠性具有重要意义。b2KGPS电源运行中的主要干扰信号/b21电场干扰在国内外的电磁兼容标准中，把电场干扰常定名为射频干扰。电场干扰的强弱首先与电场强度有关，控制线路所处环境电场强度越大，受到的干扰越强。电场干扰还与频率有关，射频频率越低，其发射才能越弱，形成对外干扰的作用也越小。详细到感应加热装置，由于变频器发出的电场频率远远低于05MHz射频一般都在05MHz以上，相对于磁场干扰而言，电场干扰强度很小，只有逆变晶闸管导通和截止的转换经过中，换相频率较高，阴极和阳极问电压的变化dudt可能产生有效的空间电场干扰。22磁场干扰在带电母线四周存在着与母线电流同频率的磁力线，磁力线匝链控制线就会在控制线中感应电流，造成控制信号畸变，进而产生磁场干扰。it磁力线匝链控制电路板或者信号检测电路板，也会产生有效的磁场干扰。在变频柜中，电场和磁场干扰都存在，就干扰强度而言，磁场干扰强度大于电场干扰，十分是逆变主电路所有母线中都载有很大的中频电流，其四周的磁场很强，因此产生的干扰不容无视，应重点抑制。23传导干扰传导干扰分为两局部，一是为感应加热变频器供电的电网中假如还有其他用电设备，尤其是大功率的用电设备，如电动机、电容器柜等，那么这些设备在启动、停机等操纵经过中都会产生干扰脉冲电压，并会沿三相电源线传导进入感应加热变频电源，这局部属于外来的传导干扰；另一局部是变频器正常运行时在内部产生的传导干扰，如逆变换相产生的电压尖峰，也会通过各种不同的传导途径进入主控制板形成干扰，这局部属于内部的传导干扰。3抗干扰的假设干措施31电磁屏蔽对于电场干扰和磁场干扰而言，电磁屏蔽是最常见、最有效的一种抗干扰措施，它属于被动的抗扰措施。电磁屏蔽虽不能降低电场或者磁场干扰信号的强度，但可以削弱电磁干扰信号对正常工作线路的影响。电场屏蔽主要用于削弱电场干扰，在变频器柜中，主控制板最好安装在铁箱内，铁箱与壳体一起连接到大地，这就形成一道有效的电场屏蔽。任何控制信号在导线中传输时都有电流产生，有电流必有回路，回路必需要有两条导线才能形成，两条导线之间的空隙中假如有干扰磁力线通过，在回路中就会产生干扰电流。要防止这种干扰，唯有尽量减小两条导线之间的间隙。使用严密绞线可以最大限度减小两条导线之间的问隙，也就大大减少干扰磁力线的窜人。在KGPS变频电源柜中，可控硅触发信号、中频反应信号等线路应采用屏蔽线或者绞线布置，并且布线应尽可能的短。32信号滤波可控硅中频电源实际运行经过中，对于来自同一供电网络中其它用电设备的外来传导干扰是不可能去除的，唯有加强防范，信号滤波是最常用的防范措施。在KGPs变频电源中，三相电源进线端的RC吸收回路就是一个有效的抗扰滤波电路。当同一供电网络中其它用电设备尤其是大容量用电设备启、停时，因电流变化，在电源回路上就会感应过电压包括供电变压器漏感和供电线路分布电感，形成干扰信号，对中频电源造成传导干扰，在经过RC信号滤波电路时，电容C就有一个充电的经过，也就是吸收过电压能量的经过。通常过电压持续的时间都比拟短，假如电容器的容量足够大，在可控硅中频电源电路中就不会产生尖峰形成干扰。同样，整流触发同步变压器输入、输出信号及所有检测电路中都必须设置RC滤波电路。十分需要讲明的是，所有信号滤波电路中R、C参数的选择对于滤波效果有直接影响，不能随意交换。其中R为阻尼电阻，用以防止电源回路电感与电容C发生谐振，假如R选择过小而发生谐振，那么R、C非但不能吸收过电压，反而将产生过电压，加大对线路的干扰程度。对于中频电源自身内部产生的传导干扰，那么有可能从产生干扰的源头限制其发生。其中主回路母线汇流排的公道排布不仅可以减小电磁场干扰，同时可以减小传导干扰。由于母线的分布电感和电容是逆变换相产生杂散尖峰和寄生高频震荡的主要原因，这些杂散尖峰和寄生高频震荡都可能通过中频电压或者电流互感器等检测元件混杂在有用信号中，一起进人控制电路。3.3母线布设KGPS变频电源柜内母线主回路汇流排公道布设可以最大限度地减小干扰电场和磁场的强度，这是从产生干扰的起源地着手解决问题，是一种最积极有效的方法。在主回路母线中，无论是直流母线、中频母线、工频母线都是成对的，其中一条母线是电流进，另一条母线是电流出。假如把成对的直流母线或者中频母线尽量互相贴近，那么两条母线四周的磁力线由于大小相等、方向相反而互相抵消，也就不会产生电磁干扰。另外，互相贴近的两条母线问的分布电容可以削减电压波形中的“尖刺，既有利于削弱电场干扰，也可减轻RC吸收回路的负担。同时相关母线贴近安装可大大减小分布电感，有利于中频电源的启动，也有利于减小母线上的电压降，进步感应器两端电压，进而进步有效加热功率。所以，对于可控硅变频电源，主回路汇流排的布设方式应重点考虑。34控制线路布线KGPS变频电源柜内控制信号较多，沟通、直流信号并存，工频、中频信号并存。为减少干扰，各种控制信号应分类布设，并且要尽可能远离主回路汇流排。一般要遵循下面两个原那么：中频控制信号线单独设线槽与逆变有关的控制线与信号线最轻易受干扰导致启动失败、正常工作时引起逆变失败、过流保护动作，也最轻易干扰整流局部正常工作。为防止这种干扰，与中频相关的控制线、信号线应单独设置安装线槽，并尽可能远离主回路母线，有些二次线触发信号、中频反应信号等必须严密绞和。仪表引线单独设线槽仪表引线四周的电磁场是不可无视的干扰源，如直流电压表引线中带有两倍于变频器输出频率的电压波形，因此所有仪表引线也不宜与其它控制线混放在一个线槽内。35继电控制设计继电控制电路应优先选择最简单的设计方案。在知足正常操纵与维修的根底上，控制按钮、开关、指示灯等设置应当力求减少到最低数目，一方面便于操纵，另一方面也可以减少干扰。控制按钮、开关、指示灯等通常往往需要经过较长的引线引到装置的面板上，或经过更长的引线引到远离装置本体的操纵者手边，而这些部件有时既与继电控制系统有联络，又与可控硅的触发或者保护系统有联络。引线越长往往越轻易引入各种干扰，使触发系统或者保护系统工作异常。所以除了尽量减少按钮、开关、指示灯等部件的数目外，必须的长引线也可采用有绝缘双绞芯线的屏蔽线。此外，在可控硅触发系统和保护系统中所设置的触点可通过小型继电器实行隔离，以进步抗干扰才能。小型继电器可以直接安装在触发系统或者保护系统之中，这样触点的引线就极短，不易引入干扰，而继电器的线圈可以通过较长的导线与继电控制系统连接起来，这样可以大大削弱长引线引入的干扰对触发系统或者保护系统的影响。36其它抗干扰措施上面所述几点为最根本的抗干扰措施，除此之外，还有以下一些方面需要留意：通常，可控硅中频电源工作环境振动强烈，主电路接线连接不牢易引起发热，控制回路接线不牢那么易引入干扰信号，影响电源可靠性。所以，对于各接线端压接、插接、焊接等应经常检查，确保可靠。选择KGPS变频电源时尽可能采用抗干扰才能强的控制电路，对于触发脉冲形成电路，优先采用数字化集成电路。用工频电流互感器收集中频电流信号，利用工频电流互感器反响速度慢的特点来滤去中频电流中的杂波和高次谐波。4完毕语可控硅变频电源运行经过中，主电路与控制电路协同工作，主电路形成的电场、磁场对控制电路信号的干扰原那么上是无法消除的，对于来自同一供电网络中其它用电设备的外来传导干扰也是不可能去除的。只能通过采取必要的措施，实在有效地降低干扰信号的强度，或进步控制电路的抗干扰才能，尽可能防止干扰信号影响控制电路的正常工作。针对性地采取以上抗干扰措施后，可控硅变频电源的可靠性会得到进一步进步。b参考文献：/b1电气工程师手册机械工业出版社，19862黄俊半导体变流技术机械工业出版社，1995103.西安电炉研究所，一机部技术情报所编憾应加热技术应用及其设备设计经历机械工业出版社，197512编辑：陈东