摘要 简要介绍了高压变频器电磁环境和高压变频器中常用的几种信号传递技术:数字信号,电流信号,光纤通讯,屏蔽,隔离,接地,双绞线。 0 引言 通常,我们把用来驱动1 kV以上交流电动机的中、大容量变频器称为高压变频器。但按国际惯例和我国国家标准,当按供电电压≥10 kV 时称高压,<10 kV至1 kV时应称为中压[1]。考虑到电压>6 kV时,我国变频器多采用交-直-交多电平式拓扑结构。本文所讨论的信号传递技术侧重于电压>6 kV的高压变频器。 1 高压变频器的电磁环境 包括高压变频器在内的变频器主电路一般为交-直- 交拓扑结构,由外部电网输入的工频电源,由三相桥路不 在RFID技术中,高压变频器的信号传递技术是一个重要的环节,特别是在处理高电压等级的设备时。本文主要探讨了高压变频器在电磁环境下如何有效地传递信号,以克服电磁干扰带来的挑战。 高压变频器的电磁环境极其复杂。变频器通常采用交-直-交拓扑结构,通过外部电网输入的工频电源,经过三相桥路整流和逆变,以调整交流电机的频率和电压。在高压变频器(电压超过6kV)中,由于功率较大,产生的电磁干扰显著。例如,内部共模干扰电压可能高达AC 200V,这对信号线造成了严重的干扰。 电磁干扰的传播主要有三种途径:电磁辐射、传导和感应耦合。高压变频器的逆变桥采用脉宽调制(PWM)技术,高频开关活动产生了大量的谐波,这些谐波会以电磁辐射的形式影响周围设备。同时,由于高载波频率和高速开关(du/dt可达1 kV/μs以上),辐射干扰问题尤为突出。此外,由于强电磁场的存在,变频器电路之间的感应耦合也会产生干扰电压或电流。 为了对抗这种干扰,高压变频器采用了多种信号传递技术: 1. **选择抗干扰强的信号类型**:数字信号和电流信号因其抗干扰性能强而被优先选用。数字信号不易受噪声影响,而电流型信号(如4-20mA)则具有良好的抗共模干扰能力。 2. **利用光纤通信**:光纤作为传输介质,能有效地避免电磁干扰,因为光信号不会在传输过程中产生电磁场。同时,光纤传输速度快,资源利用效率高,且成本相对较低。 3. **隔离技术**:通过电气隔离来阻止干扰的传递,比如使用光电耦合器,可以实现信号的无接触传递,减少电磁干扰的影响。 4. **屏蔽和接地**:对信号线进行屏蔽,以减少外部电磁场的影响,同时确保良好的接地,能有效降低共模电压和提高系统的抗干扰能力。 5. **双绞线的应用**:双绞线能减少相邻线对间的电磁干扰,通过线对间的相互抵消来提高信号传输的稳定性。 通过这些技术手段,高压变频器能够确保在强电磁环境下信号的准确、稳定传递,从而保证设备的正常运行和控制精度。在实际应用中,针对不同的工作环境和系统需求,需要灵活选择和组合这些技术,以达到最佳的信号传输效果。
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