住友重機械工業株式会社 PTC事業部

PTCワールドワイド 住友重機械工業株式会社

ギヤモータの商用電源運転(直入れ運転等)、インバータ運転など、モータを運転した際に、周辺機器やセンサー等が誤動作した経験のある方も多いと思います。
今回は、ノイズ対策をテーマに取上げます。

ノイズトラブルで多いものとして、インバータ運転によるセンサー等の誤動作、計装機器の不安定、漏電ブレーカの誤動作などがあります。
さらに、インバータの配線で生じた不可解な現象など様々です。
ノイズトラブルの原因は多様ですが、大きく分けて見ると次のようになります。

<< インバータを設置してからのノイズトラブル >>

 1.インバータの電源から他の機器に電源ラインを通じて回り込むノイズ障害
 2.インバータとモータ間で発生したノイズ障害
 3.インバータなど電機品の接地(アース)方法から来るノイズ障害
 4.インバータのパラメータ設定等に起因するノイズ障害
 5.制御盤内の配置、配線に起因するノイズ障害

原因は様々なことが判ります。更には、電源系や、接地系から飛来する雷サージも大きな範ちゅうではノイズです。

□インバータのノイズ対策の基本

  インバータの本体アースは規定の値で他の機器と同じ接地を行わずインバータ専用の接地を行います。
  また、容量の大きなモータでは、接地用のアース棒も距離が近い場合地中を仲介し回り込むこともありアース棒間の十分な距離を確保してください。
  工場の筐体を用いた接地はノイズトラブルを引き起こすことがあります。


 1.電源を経由するノイズ

  インバータの設置された電源ラインはインバータから発生したノイズが電源側に流れ込み、同じ電源系統に接続されている計測機器、センサー等の電源部にノイズ障害をもたらします。
   センサーの誤動さ、計測器の計測値の誤差、不安定原因となります。
  インバータで一番多いノイズトラブルの内容です。

  対策)
  インバータの電源側にL/Cフィルターを取付けます。
  零相リアクトルやXYフィルターを使用することもありますが、他の機器にノイズ障害がはっきり出ているような場合、L/Cフィルターが有効です。

  ◆L/C
  インバータ用は最大で80db近くまで、平均60db程度の減衰するものが当社で準備しています。更に減衰率の高い、高減衰率のL/Cフィルター間あります。
  2kHz~30MHzの範囲のノイズを減衰し、減衰率も高くなっています。
  *L/Cフィルターは減衰率が一般的なものから高減衰のものまで有りノイズ影響の強、弱で適用を変えます。
  *L/Cフィルターは容量により減衰率、特性が多少変ります。
  *ノイズの減衰効果を確実にするため、L/Cフィルターのアース処理、接続線のサイズ、種類も注意が必要です。

  ◆零相リアクトル
  最大で14~15db減衰で平均して数db程度の減衰率が一般です。
  数KHz~10MHzの範囲でノイズを減衰しますが、減衰率はL/Cフィルターに比べると大きくありません。
  いわゆるラジオノイズフィルターで、放送機器等の使用に影響を及ぼすノイズを軽減します。

  ◆XYフィルター
  コンデンサで構成され、容量性フィルターとも呼ばれます。
  数M以下のノイズで効果があり、零相リアクトルと合わせて用いることでより効果を上げる事ができます。
  簡易ノイズフィルターとして利用されています。


 2.インバータとモータ間で発生したノイズ障害

  一般には放射ノイズによる障害が多く、付近の放送設備等に障害が出ます。
  また、インバータの出力線とセンサーの線などが平行に配線されていると、誘導ノイズのトラブルを招く事が有ります。

  対策)
  センサーの配線はシールド・ツイストケーブルを適用し、インバータ出力線はCV線を電線管に通し電線管を接地し、誘導ノイズの対策を行います。
  基本は、可能な限り並行にならない事が重要です。


 3.インバータなど電機品の接地(アース)方法に起因するノイズ障害

  文頭にも記載しましたが、他の機器と接地が同一になっていないことです。
  同じ接地をした場合、接地線を経由しインバータから出たノイズがばら撒かれてしまいます。この様な場合、ノイズに弱い機器では、インバータの負荷電流値が増えたり、運転したタイミングでノイズトラブルが発生します。
  インバータの専用接地はインバータの影響を及ぼさない為の第一条件です。


 4.インバータのパラメータ設定等に起因するノイズ障害

  インバータのパラメータ設定でノイズと関連するものがあります。
  「キャリア周波数」という名前をご存知の方は多いと思います。この周波数が高いほどインバータの運転音を静かに出来ますがノイズの影響も増加します。
  ノイズ対策としてはキャリア周波数を低くしますが、インバータ運転時のキーンと言う特有の音が大きくなります。
  静かでもノイズの影響がある場合はキャリア周波数を下げると効果があります。
  但し配線により変わります。


 5.制御盤内の配置、配線に起因するノイズ障害

  制御盤内でのノイズ対策も重要です。動力線と計測機器等の同一ダクト内配線で平行に配線されている場合、誘導ノイズが乗りやすくなり危険です。
  このため平行に配線される事が無いように配置、配線しなくてはなりません。
  また、センサー等の微弱信号を扱う場合シールド線だけでなく、ツイストを加えた、ツイストシールド線の採用などが有効です。

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