变频器恒压供水系统液位显示器出现误指示、乱

    一个变频器恒压供水系统，系统由压力传感器检测系统管网压力，由液位传感器及数字或液位指示器对水箱的液位进行测量和显示，压力信号输入到PID调节器，由PID调节器输出信号控制变频器的输出频率，控制管网压力保持恒定。系统的电气控制电路及PID调节器的工作电源电压均为AC 220V。当变频器投入运行后，数字式液位显示器经常出现误指示、乱码等情况，将变频器停机，系统恢复正常。很明显这是由于变频器谐波干扰造成的，在电源端装设了市售的通用兀型电源滤波器后，液位显示恢复正常，但随之又出现控制电路中的熔断器频繁熔断的问题。停电后对电路进行检查，在电路中没有发现短路点。经现场详细观察发现，在系统逐渐升速过程中，通用变频器运行在某个频率段时频率发生短路故障，而且将电机断开后，该故障现象仍频繁出现，在去掉电源滤波器后该故障消失。对电源滤波器进行检查，其本身没有任何故障，进一步分析可知：在通用变频器运行中会产生6K±1次谐波（K=1，2，3，…，n）分量，由于电路参数频率特性的影响，在K次谐波的作用下，滤波器的等效感抗与等效容抗相等，即电路处于谐振状态。由于线路阻抗非常小，使电路在谐波的作用下处于短路状态。依据上述分析得出结论：电源短路故障是由于变频器产生的谐波造成电源滤波器发生串联谐振引起的。故障原因查明后，首先采用大容量电容器代替原来的电源滤波器进行滤波，解决了电源的干扰问题。其次，由于液位指示器与变频器的相对位置不能改变，在不能使液位指示器远离变频器的情况下，将液位指示器进行了金属屏蔽，并将信号屏蔽线、金属屏蔽层作了单独接地，与系统接地分开，使信号线与电源线垂直敷设。采取上述措施后，整个系统的工作恢复正常。通过这个故障的处理得到启示，在进行变频调速控制系统的设计中，必须充分考虑变频器本身对其他控制系统的干扰，特别是谐波对控制电路电源系统的干扰影响。在设计电源滤波器时，还应考虑到在谐波的影响下可能造成的谐振等问题。