在你的工厂出问题前,如何能减轻变速驱动产生的电压失真问题。
变速驱动系统中会带有固有的谐波扰动,原因是在AC感应电机控制中,它采用三相交流正弦电源,并转换成直流电。对于相关的AC驱动的谐波问题,我们需要考虑到以下几个方面:
1)是否电源变压器采用了二极管、可控硅(SCR)或绝缘栅双极晶体管(IGBT),或是与大量的二极管连接控制工程网版权所有,它们都回产生谐波,原因是它们在做出开和关的动作时,会产生非正弦波的电流波形;
2)谐波电流在电源线上产生电压失真,并能输入电源变压器;
3)电压失真也会由一些类型的电源变压器的线性电压缺口(line notches)产生;
与DC电机驱动相比较,AC电机驱动在谐波上产生的问题比较少。不合理的设计应用,会在配电系统中的配电设备和其他设备上产生很多问题
问题确认
随着自动化系统中驱动设备的增加,某些错误观点也开始出现,如驱动设备是谐波问题产生的唯一来源等这样的误解。每个能将AC转换成DC的设备都会产生谐波扰动,包括大部分的工厂设备和办公室设备(如,计算机电源、电话充电器和复印机)。甚至荧光灯的镇流器都能产生谐波扰动。这就是为什么,在匆匆
谐波电流会在电源线上产生电压扰动,由此会产生连接在电源线上的其他设备产生问题:灯亮度降低,电机运行温度过高等。
某些设备,如DC驱动或未经过滤的变压器,除谐波电流之外还会产生线性电压缺口。这些电压降很容易使其他设备产生无法预测的后果,这样的影响会形成良好设备的误操作,或是有问题的设备进行貌似正常的工作。
当设计一个新系统时,或当扩展一个动力系统的变速驱动的数量时,设计人员需要时刻牢记,系统中的每个元件都需要考虑谐波问题,以及他们之间的相互的谐波干扰问题。
工业标准 如果一个变压器仅给AC驱动供应电源,例如,电压失真可允许在10%的范围内,就不影响系统运行。如果系统是混合着直接启动电机和AC驱动,或者是线性和非线性的负载的混合,这样电压的失真需要被控制在5% 之内。在医院或机场这样的应用环境中,最大的电压失真要控制在3% 以内。
IEEE标准519-1992, 即IEEE动力系统谐波控制的推荐和应用(IEEE Recommended Practices and Requirements for Harmonic Control in Electrical Power Systems), 其中提供了一些降低设备谐波的可能性的一些指导方法。第十部分中的内容:个别用户的推荐应用(Recommended Practices for Individual Consumers ),包含了两张表格,其可应用于大多数工业场合。
第一个表格,低压系统分类和失真限制(Low voltage system classification and distortion limits ),提供了电压失真的限制范围和线性电压缺口,在具有线性和非线性负载的工厂中任何位置上的,在变压器次侧,或在动力表输入工厂等情况下。
标准也提供了线性电压缺口的宽度和深度的限制,以降低系统不确定因素的可能性www.cechina.cn,以及对其他负载和供电系统的影响。
除了电压失真限制控制工程网版权所有,IEEE-519还包括电流失真限制,此部分内容在标准的第二个表格中进行了详细的规范:通用配电系统电流失真限制(Current distortion limits for general distribution systems),这些推荐的电流失真限制范围,是在用户和设备间的界面上进行测量的,而非在设备终端进行测量。 IEEE519定义这个测量范围为通用耦合点PPC(point of common coupling)。
这个标准的目的是为用户和使用提供指导。规范提供了直接的方法,使用户能使设备通过相关无失真电压连接进行供电。客户不会再受采用谐波电流影响,并向用户提供失真的电压了。虽然,IEEE519中的规范并非设备的标准,但许多专家已经采用它作为每个非线性负载或ASD的电流失真标准。 这表明,用户对IEEE 519 中的标准的关注程度不断增加。
驱动系统设计工程师需要特别注意动力和驱动系统中每种谐波的缓解方式。在一个工厂中,电压失真和线性电压缺口都需要控制在一定的范围内CONTROL ENGINEERING China版权所有,以防止设备各种问题的发生。 在使用界面上,对于电流失真需要控制在一个推荐的范围内,以防止应用和其他客户的各种问题的发生。这就