Explicação da interferência do inversor VFD: causas, riscos e como os filtros EMI dedicados a resolver

Explicação da interferência do inversor VFD: causas, riscos e como os filtros EMI dedicados a resolver

Tecnologia Yanbixin.

Interferência VFD. Filtro EMI para VFD. Soluções EMC.

Os motores de frequência variável (VFDs) também chamados de inversores ou conversores de frequência são a espinha dorsal do controle de velocidade industrial.Mas também são uma fonte comum de interferências eletromagnéticas (EMI).Quando um VFD perturba equipamentos próximos, a causa é quase sempre ruído de comutação de alta frequência.Em palavras simples, por que ocorrem interferências VFD, quais os riscos que criam e como um filtro dedicado resolve o problema.

Esta é a parte 1 da nossa série de duas partes. Parte 2 How to Choose and Install a VFD Power Filter: Selection, Installation and Maintenance GuideRegras de correspondência e instalação das especificações.

Principais conclusões de uma olhada

• A interferência VFD provém da comutação de alta frequência de dispositivos de potência, tais como IGBTs.

• Se não for tratada, esta interferência pode regressar à rede eléctrica e perturbar os PLCs, sensores e outros equipamentos de controlo próximos.

• Um filtro VFD dedicado bloqueia o ruído de 10 kHz a 500 MHz, utilizando um projeto duplo que visa tanto o ruído de modo diferencial como o ruído de modo comum.

• As margens de segurança são importantes: o filtro é dimensionado a 1,5 × 2 × a corrente do inversor e a protecção contra sobrecorrência desliga o circuito a 1,8 × a corrente nominal.

• A construção robusta (de -25°C a 85°C, atende às vibrações IEC 60068-2-6) mantém o desempenho estável em ambientes industriais adversos.

Por que os inversores (VFDs) geram interferência?

Um inversor é construído em torno de dispositivos de comutação de potência chamados IGBTs, interruptores eletrônicos de alta velocidade que ligam e desligam a corrente para controlar a velocidade do motor.Cada interruptor cria uma explosão de ruído elétrico.No entanto, a utilização de um inversor de corrente pode ser prejudicial para a segurança do motor.Sem supressão adequada, este ruído afeta não só o próprio inversor, mas também os equipamentos ao seu redor.

Quais são os riscos causados pela interferência da VFD?

Se não for tratado, o ruído do inversor se espalha em duas direções, uma parte volta para a rede de energia e outra parte para dispositivos próximos.e as linhas de produção tornam-se instáveisÉ por isso que as normas EMC para sistemas de accionamento de velocidade ajustável são: IEC/EN 61800-3 e seu equivalente nacional chinês GB/T 12668.3  estabelecer limites claros que os dispositivos de frequência variável e os seus filtros devem respeitar.

Como funciona um filtro VFD dedicado

Um filtro de inversor dedicado é projetado em torno do ruído real e das condições operacionais de um conversor de frequência.

1Supressão de interferência dupla de banda larga

O ruído do inversor varia de dezenas de hertz a centenas de megahertz, e a maior parte é uma mistura de ruído de modo diferencial e de modo comum.O filtro combina dois tipos de bobinas (indutores) um para ruído de modo diferencial, um para o modo comum com condensadores de tipo X e Y. Juntos, cobrem frequências de 10 kHz a 500 MHz. O projeto atende às normas EMC como IEC/EN 61800-3 e GB/T 12668.3Na prática, isto significa que nenhum ruído volta à rede eléctrica e que os PLCs ou sensores próximos continuam a funcionar normalmente.

Figura 1. Projeto de supressão de banda larga cobrindo 10 kHz/500 MHz.

2. Design de redundância de alta corrente

No momento da inicialização, um conversor de frequência pode desenhar uma onda de corrente de 2×3 vezes o seu valor nominal.Enrolamentos de cobre sem oxigênio de baixa perda mantêm o sobreaquecimento ao mínimo sob sobrecargaOs modelos de alta potência acrescentam igualmente uma protecção instantânea contra a sobrecorrência: quando a corrente excede 1,8 vezes o valor nominal, o circuito desliga-se automaticamente.Proteção do filtro e do inversor contra danos.

3Estrutura resistente a temperaturas e vibrações

Os locais industriais são difíceis para a eletrônica. calor e vibração são as duas maiores ameaças para o desempenho a longo prazo de um filtro.com partes centrais fechadas em resina epóxi ou materiais cerâmicos resistentes ao calorA resistência às vibrações é conforme à norma IEC 60068-2-6: a bobina utiliza um enrolamento anti-afrouxamento e a caixa possui costelas de reforço.e o desempenho mantém-se estável mesmo sob vibração constante.

4. Baixa Perda de inserção

Os inversores necessitam de uma alta eficiência de potência. O filtro acrescenta apenas ≤ 0,5 dB de perda de inserção em 50 Hz ∼1 MHz e a queda de tensão entre entrada e saída permanece em ≤ 3%.A filtragem não reduz a potência de saídaO design interno cuidadoso também mantém a impedância extra de alta frequência ao mínimo, de modo que o conversor de frequência mantém seu controle preciso de velocidade.

Quando é necessário um filtro VFD dedicado?

Um filtro dedicado é a solução prática sempre que um inversor deve funcionar de forma estável sem perturbar o seu ambiente, por exemplo, perto de PLCs, sensores ou outros equipamentos de controlo sensíveis,ou quando for exigida a conformidade EMC do lado da rede.

Escolher o modelo certo e instalá-lo corretamente é tão importante quanto o próprio filtro.A parte 2 desta série explica como combinar o filtro com o inversor e como instalá-lo, supressão duradoura.

Sobre a Tecnologia Yanbixin

A Shenzhen Yanbixin Technology Co., Ltd. é uma empresa nacional de alta tecnologia que integra os produtos de investigação, desenvolvimento, produção, EMC e EMI FILTER.

Ao longo de mais de dez anos de trabalho árduo da nossa equipa, os nossos produtos obtiveram sucessivamente várias certificações e patentes, incluindo cUL/UL, TUV, CQC, CE, CB, ENEC, ROHS e REACH.Oferecemos uma vasta gama de produtos com especificações completas, e para garantir a qualidade, seguimos estritamente o sistema de padrão militar GJB9001C-2017 na produção.

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