Giải thích sự can thiệp của Inverter VFD: Nguyên nhân, rủi ro và cách lọc EMI chuyên dụng giải quyết nó

Giải thích nhiễu VFD: Nguyên nhân, rủi ro và cách bộ lọc EMI chuyên dụng giải quyết

Công nghệ Yanbixin | Bộ lọc nguồn

Nhiễu VFD | Bộ lọc EMI cho VFD | Giải pháp EMC

Biến tần tần số thay đổi (VFD) — còn gọi là bộ biến tần hoặc bộ chuyển đổi tần số — là xương sống của việc điều khiển tốc độ công nghiệp. Nhưng chúng cũng là nguồn gây nhiễu điện từ (EMI) phổ biến. Khi VFD làm nhiễu thiết bị lân cận, nguyên nhân gần như luôn luôn là tiếng ồn chuyển mạch tần số cao. Giải pháp thực tế là bộ lọc nguồn chuyên dụng, còn được gọi là bộ lọc EMI. Bài viết này giải thích, bằng ngôn ngữ đơn giản, tại sao nhiễu VFD xảy ra, những rủi ro mà nó tạo ra và cách bộ lọc chuyên dụng giải quyết vấn đề.

Đây là Phần 1 của loạt bài gồm hai phần của chúng tôi. Phần 2 — Hướng dẫn chọn và lắp đặt bộ lọc nguồn VFD: Hướng dẫn chọn, lắp đặt và bảo trì — đề cập đến việc lựa chọn mẫu mã, khớp thông số kỹ thuật và quy tắc lắp đặt.

Những điểm chính cần nắm bắt

• Nhiễu VFD đến từ việc chuyển mạch tần số cao của các thiết bị điện như IGBT. Nó xuất hiện dưới dạng nhiễu chế độ vi sai và nhiễu chế độ chung.

• Nếu không được xử lý, nhiễu này có thể truyền ngược trở lại lưới điện và làm nhiễu PLC, cảm biến và các thiết bị điều khiển lân cận.

• Bộ lọc VFD chuyên dụng chặn nhiễu từ 10 kHz đến 500 MHz, sử dụng thiết kế kép nhắm mục tiêu cả nhiễu chế độ vi sai và nhiễu chế độ chung.

• Biên độ an toàn rất quan trọng: bộ lọc được định cỡ ở mức 1,5–2 lần dòng điện của biến tần, và bảo vệ quá dòng sẽ ngắt mạch ở mức 1,8 lần dòng định mức.

• Cấu trúc chắc chắn (−25°C đến 85°C, đáp ứng rung động IEC 60068-2-6) giữ cho hiệu suất ổn định trong môi trường công nghiệp khắc nghiệt.

Tại sao bộ biến tần (VFD) lại tạo ra nhiễu?

Một bộ biến tần được xây dựng dựa trên các thiết bị chuyển mạch điện gọi là IGBT — các công tắc điện tử tốc độ cao bật và tắt dòng điện để điều khiển tốc độ động cơ. Mỗi công tắc tạo ra một luồng nhiễu điện: nhiễu chế độ vi sai (giữa các đường dây điện) và nhiễu chế độ chung (từ các đường dây xuống đất). Trong quá trình hoạt động, bộ biến tần cũng có thể đối mặt với sự dao động dòng điện lớn và nhiệt độ quá cao. Nếu không được triệt tiêu đúng cách, tiếng ồn này không chỉ ảnh hưởng đến bản thân bộ biến tần mà còn ảnh hưởng đến các thiết bị xung quanh nó.

Nhiễu VFD gây ra những rủi ro gì?

Nếu không được xử lý, tiếng ồn của bộ biến tần sẽ lan truyền theo hai hướng. Một phần truyền ngược trở lại lưới điện và một phần lan truyền đến các thiết bị lân cận. Các PLC và cảm biến lân cận có thể đọc sai tín hiệu, và các dây chuyền sản xuất trở nên không ổn định. Đó là lý do tại sao các tiêu chuẩn EMC cho hệ thống ổ đĩa tốc độ có thể điều chỉnh — IEC/EN 61800-3 và tiêu chuẩn quốc gia tương đương của Trung Quốc GB/T 12668.3 — đặt ra các giới hạn rõ ràng mà biến tần tần số thay đổi và bộ lọc của chúng phải đáp ứng.

Bộ lọc VFD chuyên dụng hoạt động như thế nào

Một bộ lọc chung hiếm khi đủ. Bộ lọc biến tần chuyên dụng được thiết kế dựa trên nhiễu thực tế và điều kiện hoạt động của bộ chuyển đổi tần số. Bốn tính năng làm cho nó đáng tin cậy trong thực tế.

1. Triệt tiêu nhiễu băng rộng kép

Nhiễu biến tần dao động từ vài chục hertz đến hàng trăm megahertz, và phần lớn trong số đó là sự kết hợp của nhiễu chế độ vi sai và nhiễu chế độ chung. Để xử lý cả hai, bộ lọc kết hợp hai loại cuộn cảm (cuộn cảm) — một cho nhiễu chế độ vi sai, một cho chế độ chung — với tụ điện loại X và loại Y. Cùng nhau, chúng bao phủ tần số từ 10 kHz đến 500 MHz. Thiết kế đáp ứng các tiêu chuẩn EMC như IEC/EN 61800-3 và GB/T 12668.3. Trên thực tế, điều này có nghĩa là không có nhiễu nào truyền ngược trở lại lưới điện, và các PLC hoặc cảm biến lân cận vẫn hoạt động bình thường.

Hình 1. Thiết kế triệt tiêu băng rộng bao phủ 10 kHz–500 MHz.

2. Thiết kế dự phòng dòng điện cao

Khi khởi động, bộ chuyển đổi tần số có thể hút một dòng điện đột biến gấp 2–3 lần giá trị định mức của nó. Để chịu được điều này, bộ lọc được định cỡ với hệ số dự phòng gấp 1,5–2 lần dòng điện định mức. Cuộn dây đồng không oxy tổn hao thấp giữ cho quá nhiệt ở mức tối thiểu dưới tải. Các mẫu công suất cao cũng bổ sung bảo vệ quá dòng tức thời: khi dòng điện vượt quá 1,8 lần giá trị định mức, mạch sẽ tự động ngắt, bảo vệ cả bộ lọc và biến tần khỏi bị hư hại.

3. Cấu trúc chống nhiệt và chống rung

Các địa điểm công nghiệp rất khắc nghiệt đối với thiết bị điện tử. Nhiệt và rung động là hai mối đe dọa lớn nhất đối với hiệu suất lâu dài của bộ lọc. Bộ lọc chuyên dụng hoạt động từ −25°C đến 85°C, với các bộ phận cốt lõi được bọc trong nhựa epoxy chịu nhiệt hoặc vật liệu gốm. Khả năng chống rung đáp ứng tiêu chuẩn IEC 60068-2-6: cuộn dây sử dụng dây quấn chống lỏng, và vỏ có các gân gia cố. Các bộ phận vẫn giữ nguyên vị trí, và hiệu suất vẫn ổn định — ngay cả dưới rung động liên tục.

4. Suy hao chèn thấp

Biến tần cần hiệu suất năng lượng cao. Bộ lọc chỉ thêm suy hao chèn ≤ 0,5 dB trên dải tần 50 Hz–1 MHz, và sụt áp giữa đầu vào và đầu ra vẫn ở mức ≤ 3%. Lọc không làm giảm công suất đầu ra. Thiết kế nội bộ cẩn thận cũng giữ cho trở kháng tần số cao bổ sung ở mức tối thiểu, do đó bộ chuyển đổi tần số duy trì khả năng điều khiển tốc độ chính xác của nó.

Khi nào bạn cần bộ lọc VFD chuyên dụng?

Bộ lọc chuyên dụng là giải pháp thực tế bất cứ khi nào biến tần phải hoạt động ổn định mà không làm nhiễu môi trường xung quanh — ví dụ, gần PLC, cảm biến hoặc các thiết bị điều khiển nhạy cảm khác, hoặc khi yêu cầu tuân thủ EMC phía lưới điện.

Việc chọn đúng mẫu mã và lắp đặt đúng cách cũng quan trọng như bản thân bộ lọc. Phần 2 của loạt bài này giải thích cách khớp bộ lọc với biến tần và cách lắp đặt nó để có khả năng triệt tiêu nhiễu đáng tin cậy, lâu dài.

Về Công ty TNHH Công nghệ Yanbixin

Shenzhen Yanbixin Technology Co., Ltd. là một doanh nghiệp công nghệ cao quốc gia tích hợp nghiên cứu, phát triển, sản xuất, các sản phẩm BỘ LỌC EMC & EMI.

Với hơn mười năm nỗ lực của đội ngũ chúng tôi, các sản phẩm của chúng tôi đã lần lượt đạt được nhiều chứng nhận và bằng sáng chế, bao gồm cUL/UL, TUV, CQC, CE, CB, ENEC, ROHS và REACH. Chúng tôi cung cấp một loạt các sản phẩm với thông số kỹ thuật đầy đủ, và để đảm bảo chất lượng, chúng tôi tuân thủ nghiêm ngặt hệ thống tiêu chuẩn quân sự GJB9001C-2017 trong sản xuất.

Công ty chúng tôi tuân thủ nguyên tắc 'chất lượng là trên hết, dựa trên sự chính trực', và, dựa trên giao tiếp và phối hợp tốt, cố gắng đáp ứng nhu cầu của khách hàng về công nghệ, chất lượng, giá cả và giao hàng. Chúng tôi mong nhận được sự ủng hộ của quý vị và cùng nhau chứng kiến một sự hợp tác đôi bên cùng có lợi!

Liên hệ với chúng tôi

Thâm QuyếnVăn phòng

 

Địa chỉ: Phòng 23A, Tòa nhà Đổi mới Khoa học và Công nghệ, Công viên Đổi mới Khoa học và Công nghệ Quanzhi, Quận Bảo An, Thâm Quyến, Tỉnh Quảng Đông

 

Đông QuanNhà máy

 

Địa chỉ: Công viên Công nghiệp Huinian, Đường Yuansan 3, Khu Quản lý Xintang, Houjie, Thành phố Đông Quan, Tỉnh Quảng Đông

 

Điện thoại: 0755-27147102

 

Fax: 0755-27147101

 

Email: laura@yanbixinkeji.com / luna@ybx-emc.com

 

Trang web chính thức: www.emipowerfilter.com / www.ybx-tech.com