Тема 17. Діагностика, захист і моніторинг електромеханічних систем

6.2. Заходи та засоби для забезпечення електромагнітної сумісності електромеханічних систем

Як було сказано, причини виникнення перешкод і способи їх передачі різноманітні. Чому вирішення проблеми електромагнітної сумісності є дуже складним завданням. Для нього потрібно вжити спеціальні заходи щодо конструктивного виконання системи, монтажу та прокладання кабелів, виконання системи заземлення та застосування додаткових пристроїв. Щоб забезпечити норми електромагнітної сумісності, слід зменшити ефект зовнішніх пе­решкод, які можуть потрапити в систему, а також запобігти виник­ненню або послабити рівень перешкод, що породжуються самою системою.

Ідеологія прийняття рішень ґрунтується па природі виникнення і способах розповсюдження перешкод,

Розглянемо на прикладі частотно-керованого електропривода деякі основні заходи і засоби, що приймаються для забезпечення вимог електромагнітної сумісності.

Для захисту перетворювача частоти від проникнення зовнішніх перешкод (атмосферні й комутаційні перенапруги, радіоперешко­ди), що розповсюджуються кабелем живлення, на вході перетворю­вача частоти використовують обмежувачі перенапруг і радіофільтри. Останні виконуються симетричними, з тим, щоб запобігти проник­ненню перешкод у мережу від перетворювача. Задача фільтрів по­лягає у створенні бар'єра для розповсюдження перешкоди (за допо­могою послідовного вмикання індуктивності) та (або) обхідного шля­ху для неї (за допомогою паралельного вмикання конденсаторів).

Для високих частот функцію фільтра часто виконує кільцевий ферит (рис. 6.21 ), який має дві властивості: створює індуктивний бар'єр для перешкод, що розповсюджуються за схемою спільного зв'язку, та акумулює у вигляді теплових втрат від наведених у ньо­му струмів Фуко.

Перетворювач частоти ПЧ є потужним джерелом низькочастот­них гармонік струму (5, 7, 11 і т. д. гармонік). Ефективним засо­бом їх придушення є використання вхідного дроселя. Так, якщо рівень 5-ї гармоніки становить порядку 55 % без дроселя, то за наявності дроселя рівень перешкод зменшується приблизно до 30 %.

 

Суттєво зменшується і діюче значення вхідного струму. Наприклад, для перетворювача частоти виробництва Schnaider-Electric із вихідною потужністю 4кВт діюче значення струму становить 15 А без дроселя і 9,5А з дроселем.

Вхідний дросель виконує й додаткові функції: обмежує величи­ну струму коротких замикань та рівень перенапруг.

Для зменшення дії високочастотних перешкод, що випроміню­ються перетворювачем та силовим кабелем, використовується екра­нування кабеля, розміщення перетворювача в металевій заземленій шафі тощо.

Для зменшення перешкод у кабелях керування їх також викону­ють екранованими. Кабелі керування та силові кабелі мають розмішуватися в різних каналах на відстані не менше за 30…40 см.

Важливою й водночас важкою для вирішення є проблема еквіпотенціальності мас пристроїв, що входять у систему. Використання класичного заземлення за допомогою заземлювального провідника (жовто-зелений провідник) не є ефективним на високих частотах через його великий опір. Заземлювальний провідник ви­конуватиме тут лише функцію захисту персоналу від потрапляння під напругу на металевих корпусах пристроїв що може з'явитися внаслідок пошкодження електричної ізоляції.

Отже, заземлення виконує обмежену функцію відносно явищ, які стосуються проблеми електромагнітної сумісності і навпаки, маса, що перебуває безпосередньо біля електронного пристрою, відіграє роль бази, відносно якої проявляються високочастотні яви­ща. Тому слід так з'єднати маси між собою, щоб досягти еквіпо­тенціальності між ними на високих частотах.

Еквіпотенціальність мас може бути досягнута лише за багато­кратного з'єднання мас і створення багатьох контурів. Для нього потрібно зменшувати площу контурів, збільшуючи число з'єднань між масами: беззастережно уникати радіального з'єднання мас (з'єднання зіркою) з подальшим заземленням в одній точці.

Слід також зазначити, шо проблема електромагнітної сумісності є досить складною для вирішення, оскільки, в принципі, універ­сального розв’язку немає. Але навіть якщо вказана проблема та її вирішення є конкретними для певної системи, то, базуючись на основних принципах боротьби з електромагнітними перешкодами та правилах виконання монтажу і прокладання кабелів, можна одержати нормальну роботу установки й системи в цілому.