完美案例:联网驱动系统中的高频干扰脉冲

BLOCK计算工具 taid 在开发全极正弦滤波器 方面取得了前所未有的成果,实现了变频器控制驱动系统 的高效EMV兼容设计。

符合工业4.0标准的通信联网电气设备和系统随着自身的扩展,变得越来越容易受到共模和差模的干扰。首先,这些干扰是由整流器和逆变器桥的开关操作引起的。  其次,EN 50598中定义的生态设计要求在联网驱动系统 和设备的干扰组份滤波中需要更高水平的高效技术和拓扑。随着系统复杂性上升,为确保减少共模和差模形式的高频干扰而优化整个系统设计的相应成本也随之升高。我们借助Taid,为变频器控制的驱动系统EMV兼容设计开发了理想的组件。

更高电能质量的解决方案——全极正弦滤波器SF4

 

改善电磁兼容性

如果希望实现高频电流,建议在滤波器应用中使用具有电容的四臂扼流圈作为全极正弦滤波器。作为这种滤波器解决方案的基础条件,我们使用了全极正弦滤波器SF4全极正弦滤波器技术降低了变频器输出端的差模和共模噪声,并实现了长电机电缆长度。将高频干扰电流和轴承电流降至最低,可以消除系统中的EMV问题。  

提高效率

对于整个系统而言,全极正弦滤波器的使用显著提高了效率。例如在部分负载范围内,效率提高了24%之多,而在额定负载下使用50米以上长电机电缆时,效率提高了5%。同时,在500 V的输出电压和高达150 Hz的旋转频率下,将应用范围扩展到4 kHz或以上的时钟频率时,整个频率范围可以得到充分利用。由此,变频器控制的驱动系统实现了更有效且节省空间的解决方案。

快速优化的设计——Taid可用于计算四臂扼流圈

针对我们推荐的四臂扼流圈的第四臂,我们使用了另一种更薄的磁芯材料,因为共模噪声具有更高频率的干扰成分。由此,用于该滤波器解决方案设计的常规计算软件解决方案被淘汰。市场上采用的相应有限元方法提供了众所周知的可靠结果,每个电感的计算时间长达3小时。BLOCK利用专门开发的软件 Taid实现最佳的客户专属设计。根据特定应用,我们为优化设计计算了核心材料的饱和行为与非线性特性的磁性设计。无论是在共模还是差模范围中,Taid都可将计算时间显著缩短至几秒钟。在共模和差模范围内有效设计电感时,计算的Taid值也与实际测量结果可比。应用时可加入标准解决方案,从而在短时间内计算出客户特定的几种变体,为整个系统找到理想的设计。

具有推挽干扰的差分电感的计算时间
计算方法 时间 (hh:mm:ss)
有限元模拟 02:23:51
taid 00:00:03

在Michael Owzareck的专家访谈中了解更多关于Taid的信息

全极正弦滤波器的Taid计算——快速优化EMV的方法

全极正弦滤波器可以为复杂联网驱动系统变频器、电机电缆和电机提高效率,且令其免受负载影响。它们的使用不仅提高了整个系统的效率,而且为符合工业4.0标准的紧凑、无故障应用提供了节省空间的解决方案。BLOCK与Taid共同为符合EMV的变频器控制系统设计流程提供专业支持。  可以安装于各类标准产品组合中,从而在最短的时间内与客户合作执行优化尺寸和效率的最佳滤波器拓扑。从模拟、原型到成品,速度更快,更准确。  在特定滤波器拓扑结构的计算中,Taid将速度和精确度完美结合。