玻璃钢化有谐波吗?危害有哪些?

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发问者:匿名
如题:玻璃钢化 有谐波吗? 危害有哪些?


回答者:成程钢化玻璃

玻璃钢化会产生谐波,在玻璃钢化控制系统中,干扰是困扰人们最大的问题。由于控制系统大量采用变频器驱动,使得非线性负载显著增加,即当电流流经负载时,与所加的电压不呈线性关系,形成了非正弦电流,从而产生谐波,如图下所示。

谐波的危害在于它可以使电网中的电气元件产生附加的谐波损耗,使输变电及用电设备的效率显著降低,另外还会引起电网中局部的串联或并联谐振,从而使谐波放大化。谐波通过电网传导可影响电气设备的正常工作,如使变压器产生机械震动、局部过热、绝缘老化、减少使用寿命、继电器保护装置误动作、仪表显示出现偏差等一系列问题。
钢化炉主要靠双向晶闸管或固态继电器2种电力电子元件进行调功,而这2种元件的触发信号均为弱电信号。谐波对弱电信号的干扰尤为严重,它会通过电网传导到触发源进行干扰,使其部分非正常触发,导致加热系统紊乱,不受系统控制。所以针对钢化炉的电源环境从以下方面对谐波进行了治理。
(1)调节变频器载波比
增加交流/直流电抗器可以增加供电电源的内阻抗,减小谐波分量。另外还可以对变频器的载波比进行调节,提高变频器的载波比,可以有效地抑制低次谐波。特别是参考波幅值与载波幅值<1时,13次以下的奇数谐波将不再出现。但由于载波比的提高会加大电机噪声的产生,所以要适当对载波比进行调节。
(2)使用隔离变压器
使用隔离变压器是降低电源传导干扰的有效措施。隔离变压器的隔离层可以将绝大部分的传导干扰隔离在一侧。在钢化控制系统中常用于PLC、继电器、电磁阀等低压小功率电气设备的抗传导干扰。
(3)选用开关电源
在钢化系统中的典型表现是采用普通电源对编码器、传感器等进行供电,可能由于电源内存在谐波电流,导致传感器出现微导通现象,使得PLC接收到错误的输入信号,产生误动作。
为了解决此种干扰,采用开关电源对元件进行供电,利用其内部的滤波组件设计所产生的强抗干扰能力进行干扰抑制,同时还具有防止因电器本身的干扰传导给电源的功能。
(4)增加铁氧体磁环
检测信号和控制信号的传输均由信号线做为载体,做好信号线上的抗干扰工作能确保整个控制系统的准确性、稳定性和可靠性。
一般信号线上的干扰主要来自空间的电磁辐射,可以采用双绞线传输改变导线电磁感应e的方向,从而使其感应互相抵消,降低共模干扰。使用铁氧体磁环抑制信号线上的干扰是非常实用的选择,铁氧体磁环又称“吸收磁环”,尤其对于高频噪声有很好的抑制作用,并且在不同的频率下呈现不同的阻抗特性。
铁氧体磁环的选择及使用应遵循以下几点:
①电路阻抗:电路的阻抗越低,则铁氧体磁环(磁珠)的滤波效果越好;铁氧体材料的阻抗越大,滤波效果也越好。
②电流的影响:在电源线上使用时,可以将电源线与电源回流线同时同向穿过磁环,匝数越多对频率较低的干扰抑制效果越好,而对频率较高的噪声抑制作用较弱。以盲目增加匝数达到增加衰减量是常见的错误,由于寄生电容增加,高频的阻抗会减小。
③铁氧体材料:根据抑制干扰的频率不同,选择不同磁导率的铁氧体材料。铁氧体材料的磁导率越高,低频的阻抗越大,高频的阻抗越小。一般铁氧体磁环均为(Mn-Zn)材料制成。
④铁氧体磁环尺寸:磁环的内外径差越大,轴向越长,阻抗越大。因此,要获得大的衰减,内径必须包紧导线,尽量使用体积较大的磁环。
⑤铁氧体磁环的安装位置:尽量靠近干扰源。对于钢化设备电控柜上的电缆,磁环应尽量靠近柜体电缆的进出口处。
⑥铁氧体磁环在钢化炉中的应用:在钢化炉系统应用中,根据干扰信号频带较宽的特点,在PLC与触摸屏的通讯电缆上分别套2个磁环,并且线缆穿过每个磁环同向绕2匝和3匝,这样分别抑制了高频干扰和低频干扰。
另外,在风机变频器三相电源输入侧,每2相分别套1个磁环,以增加低频阻抗,抑制部分干扰信号。
(5)良好的接地系统
接地是抑制噪声和防止干扰的重要手段。良好的接地系统可在很大程度上抑制内部噪声的耦合,防止外部干扰的侵入,所以必须确保钢化系统电控柜中的所有设备接地良好。要求使用短、粗的接地线(建议采用金属网,因其在高频时阻抗较低)连接到公共地线上,与变频器相连的控制设备要与其共地。且要求接地电阻小于4 Ω,否则需要增加接地极进行改善。
通过以上措施的实施,基本改善了钢化炉控制系统的电源环境,保证了设备的正常运行。