7.7.1. 关于仪表开关、传感器干扰问题
干扰现象:
传感器信号(压力、温度、位移等)由人机交互装置采集并显示,变频器开启后传感器数值显示不准确,表现如下:
1、误显示上限或下限值,如999或-999;
2、显示值乱跳(多见于压力变送器);
3、显示值稳定,但存在较大偏差,如温度值较正常值高几十度(通常多见于热电偶);
4、传感器采集的信号不直接显示,而是作为传动系统运行的一个反馈信号,如空压机达到上限压力时变频器开始减速,但实际运行还未达到上限压力变频器就开始减速;
5、由变频器模拟量输出(AO)所接的各类仪表(如频率表、电流表等),当变频器开启后表头显示严重不准;
6、系统使用接近开关,当变频器开启后,接近开关指示灯忽明忽暗,输出电平发生误翻转。
解决方案:
1、检查并确认传感器反馈线与电机线相隔20cm以上走线;
2、检查并确认电机地线已连接至变频器PE端子(若电机地线已连接至变频器机柜的接地排,需使用万用表测量并确认接地排与变频器PE端子间的电阻小于1.5Ω)
3、尝试在传感器反馈信号终端的信号端加0.1uF安规电容。
4、尝试在传感器仪表电源端加0.1uF安规电容(需注意电源电压与电容耐压)。
5、针对变频器模拟量输出(AO)接终端仪表受到干扰的情况。若AO使用0~20mA电流信号,则在变频器侧AO端子与GND之间加装0.47uF电容,若AO使用0~10V电压信号,在变频器侧AO端子与GND之间加装0.1uF电容。
注意:
去耦电容应加装在传感器所连接的终端设备端子上。如热电偶将0~20mA信号送到温度仪表,则电容应加装在温度仪表端子上;电子尺将0~30V信号送到PLC信号端子,则去耦电容应装加在PLC端子上;
若应用现场受干扰的仪表/传感器数量过多,推荐在变频器输入电源端配置外置C2滤波器(见滤波器选型表)。
7.7.2. 485/CAN通讯干扰问题
485/CAN通讯干扰问题的分析主要针对当变频器运行后,原本正常的通讯出现通讯延时、不同步、偶尔正常或完全断开等情况。
若无论变频器运行与否,通讯均不正常,则不一定是由干扰引起,可通过以下手段进行排查:
1、检查485/CAN通讯总线是否有断路或接触不良的情况;
2、检查485/CAN通讯总线的两根线是否接反;
3、检查变频器与上位机的通讯协议是否一致。如波特率、数据位校验等参数;
4、若确定通讯不正常确是由干扰引起,可通过以下手段进行排查:
1)避免通讯线与电机线走同一线槽;
2)多机应用中,变频器之间通讯线的连接应采用菊花接法可提高抗干扰能力;
3)多机应用中,需确认主机的驱动能力是否足够;
4)多机连接的两端必须接120Ω终端电阻。
解决方案:
1、检查并确认电机地线已连接至变频器PE端子(若电机地线已连接至变频器机柜的接地排,需使用万用表测量并确认接地排与变频器PE端子间的电阻小于1.5Ω);
2、变频器、电机不应与通讯上位机(PLC、HMI、触摸屏等)共地。推荐变频器、电机接电源地,通讯上位机单独接地桩;
3、尝试将变频器通讯参考地端子(CGND)与上位机控制器的通讯参考地端子进行短接,以保证变频器控制板通讯芯片与上位机通讯芯片地电位一致;
4、尝试将变频器通讯参考地端子(CGND)与变频器接地端子(PE)进行短接;
尝试在上位机(PLC、HMI、触摸屏等)电源端加装0.1uF安规电容(需注意电源电压与电容耐压)。也可使用磁环(推荐铁基纳米非晶磁环),将上位机电源L/N线或+/-线同向穿入磁环绕8圈。
7.7.3. 电机线耦合造成的无法停机及指示灯微亮现象
干扰现象:
1、无法停机现象:
通过S端子控制启停的变频器系统,电机线与控制线缆走同一线槽,系统启动正常,但启动后无法通过S端子进行停机。
2、指示灯微亮现象:
当变频器运行后,继电器指示灯、配电箱指示灯、PLC的指示灯、指示蜂鸣器,不应出现的微亮、闪烁或异响的现象。
解决方案:
1、检查并确认异常信号线与电机线相隔20cm以上走线;
2、使用0.1uF安规电容加装在开关量输入端子(S)与COM端子之间;
3、将用于启停控制的开关量输入端子(S)与其他空闲开关量输入端子并联,如S1端子用于启停控制,S4端子闲置,则可尝试将S1端子与S4端子进行短接。
注意:若系统中的控制器(如PLC等)通过开关量输入端子(S)同时控制超过5台以上变频器,则该方案不可用。
7.7.4. 漏电流及剩余电流动作保护器问题
由于变频器输出高频PWM电压驱动电机,变频器内部IGBT对散热器的分布电容,电机定转子之间的分布电容,会造成变频器不可避免的对地产生高频漏电流。而剩余电流动作保护器是用于检测电气回路出现对地故障时的工频漏电流,变频器的应用有可能会造成剩余电流动作保护器误动作。
1、剩余电流动作保护器的选用准则:
(1)由于变频器系统的特殊性,各级普通剩余电流动作保护器的配置要求额定剩余动作电流200mA以上,且需要保证变频器可靠接地;
(2)对于剩余电流动作保护器整定时间的选择,前级动作时限长于次级动作时限,前后级之间时间差应设定20ms以上,如:1S、0.5S、0.2S;
(3)变频器系统的电气回路推荐使用电磁式剩余电流动作保护器,该保护器抗干扰能力强,可以防护高频漏电流对保护器的影响。
电子式剩余电流动作保护器 | 电磁式剩余电流动作保护器 |
成本较低,灵敏度高,体积小,易受电网电压波动和环境温度影响,抗干扰能力弱 | 要求零序电流互感器非常灵敏、精确、稳定,使用坡莫合金高导磁材料,工艺复杂,成本高,不受电源电压波动和环境温度影响,抗干扰能力强 |
2、剩余电流动作保护器误动作的解决方案(变频器处理):
(1)尝试拆除整流单元安规电容对地跳线的螺钉(参见“安装空间和散热”);
(2)尝试降低载波频率至1.5kHz(P00.14=1.5);
(3)尝试将调制方式改为“三相调制和两相调制”(P08.40=00)。
3、剩余电流动作保护器误动作的解决方案(系统配电处理):
(1)检查并确认电源线缆是否存在泡水的情况;
(2)检查并确认线缆是否存在破损或是转接的情况;
(3)检查并确认零线是否存在二次接地的情况;
(4)检查并确认主电源线端子在空开、或接触器是否存在接触不良(螺丝未打紧或螺丝松动)的情况;
(5)系统内单相用电设备需检查并确认是否存在错把地线当零线使用的情况;
(6)变频器电源线缆以及电机线缆避免使用屏蔽线。
7.7.5. 设备外壳带电问题
该问题主要的表现形式是当变频器运行后,传动系统外壳带有人可感知的电压,人触摸后有触电的感觉。但当变频器仅上电不运行的情况下,系统外壳不带电(或所带电压远低于人体安全电压)。
解决方案:
1、若用户现场有配电接地或地桩,将变频器机柜外壳通过电源地或地桩进行接地;
2、若现场无任何接地,需将电机外壳与变频器接地端子PE进行电气连接,同时需确认整流单元安规电容对地跳线的螺钉已拆除。