インバータキャリア周波数によるノイズについて

質問

お世話になります。
37KWのインバータを更新したところ、同一盤に設定されているPID制御器が誤動作を起こしました。
温度表示が大きく頻繁に変動し、それに合わせてPID制御出力がハンチングしてしまい、必要な温度管理が出来ないというものです。
PID制御器は温度にあわせて重油バーナの燃焼出力を制御するために使用しています。
東芝に確認したところキャリア周波数による磁気ノイズであろうとのことで零相リアクトルをインバータ出力側につけました。
零相リアクトルをつけた先週の操業は問題なかったのですが、本日誤動作が再発してしまいました。
モータの高音ノイズを抑えるためにキャリア周波数をあげたいというのが狙いです。

交換前のインバータ（コレも東芝）はキャリア周波数12k、交換後のインバータのデフォルトは4Kです。
以前のインバータが12Kで何事もなくPID制御器が動作するのに、4Kの新しいインバータで誤動作する理屈がわかりません。

温度計（TC)からの補償導線にノイズが乗るからかとも考えますが、キャリア周波数が1/3になっているのに何故なのでしょうか。
今後どう対応すべきか悩んでいます。
補償導線をシールドするくらいしか思いつかず。
お知恵を拝借したく。
よろしくお願いします。

説明不足で申し訳ありません。
時系列で行きます。
1.インバータ故障（12K)
2.新規インバータに更新（4K)
　試運転時にモータから高音のキーン音あり。
　業者に対応を求めると、対応した場合ノイズが増えること、定格電流値が下がること、正弦波が崩れること　を説明されキャリア周波数変更断念。
3.操業を開始したところやはりキーン音が気になるためQ&Aに相談。
　旧機が12Kなのでそこまで上げても良いのではとの回答でキャリア周波数上げ。
　とたんにハンチングや温度異常発生し、キャリア周波数を2Kまで下げて操業継続。
4.Q&Aに確認し零相リアクトルをつければキャリア周波数をあげてもノイズの影響を抑えられますとの事でリアクトル設置。
5.リアクトル設置後、2から少しずつ最終的に12Kまでキャリア周波数をあげてもPID制御器に影響なし（コレが先週）。
6.本日操業開始後PID制御器ハンチング誤作動再発（12Kの状態）。
7.再びキャリア周波数を2Kまで下げ、補償導線にアルミホイルをまいてアースをとる。
8.技術の森に質問する。

キャリア周波数を下げる事でPID制御器の誤動作レベルが下がることは間違いないと思います。
問題は何故先週OKなものが今週NGになるか、そして今後どう対応すればよいのかということです。

よろしくお願いいたします。

回答No.3

noname#230359

現場を良く点検しませんと原因が追求できませんが、次のURLをクリックして
対応方法を検討されると良いと思います。
インバータメーカ各社による種々のノイズ問題と対応策が記述されています
ので、参考になるでしょう。

[インバータの上手な使い方（電気ノイズ予防対策について）]
https://www.jema-net.or.jp/jema/data/08-031-in.pdf

関連して、ノイズ低減の効果がどの程度あるかは断定できませんが、次の対策
を検討されたらどうでしょうか?

1)PID調節器の制御(電源)回路配線に市販の[小型ノイズフィルタ]を追加
する。
2)センサ回路配線部分に[貫通形フェライトコア(*)]を追加する。
(*)USBケーブルなどに挿入されている貫通形の小型コアと同等品

お礼

ありがとうございます。
参考URL非常に助かります。
Q&Aと打ち合わせて試してみたいと思います。

回答No.2

noname#230359

http://www.inverter.co.jp/product/inv/index_j.asp
具体的にインバータの形式は何でしょう？
負荷は何？
重油バーナーとあるのでブロアかな？

>以前のインバータが12Kで何事もなくPID制御器が動作するのに、
>4Kの新しいインバータで誤動作する理屈がわかりません。

所謂ベクトル制御式の場合は同じキャリア周波数でもノイズは大きくなります
ベクトルモードを止めて旧来のＶＦ制御にすれば多少はノイズは減ります

>問題は何故先週OKなものが今週NGになるか、そして今後どう対応すればよいのかということです。

ノイズをオシロで観測してみてください
恐らく、有る程度のノイズが出たまま消えていないのではないだろうか？
通常ですとリアクトル無しと有りとでノイズを比べると１／１０程度になりますが
本件の場合はそんなに減っていないと思う（半分くらいにはなっただろうか？）

リアクトルには電線を何回巻きましたか？
概ね４回以上巻くようにどこのメーカでもマニュアルに記載してます
今回は後付けでもあり１回通しただけとも憶測出来る

概ねリアクトルの効果は巻き数に比例します
サボって巻き数を減らすとノイズも減りません
電線が太くて巻けない場合はリアクトルを４台付けて１回通し
と言う手も有ります

リアクトルを何処に付けたかという事も有ります
インバータの１次側か２次側か？
或いは両方か？

盤内にスペースが無くて盤外の動力キャプタイヤケーブルに通す場合は
注意が必要です
リアクトルにアース線を通してはいけません
４ｃキャプタイヤであればアース線は抜いてＵＶＷのみリアクトルに通します

お礼

ありがとうございます。
VFA5からVFAS1に交換しています（AC200V)。
22sqのインバータ出力（UVW)のみをリアクトル４ケに直列貫通させています。

ベクトル、VFモードははじめて聞きましたので早速試してみたいと思います。

回答No.1

noname#230359

毎度ＪＯです。
インバータのキャリアによる高調波は、誘導或いは容量結合によりノイズとなります、
実際の高調波はキャリアの整数倍の周波数で発生します、零相リアクトルは高い周波数の高調波を抑制する為に挿入します
高い周波数の高調波はラジオ等に影響を与える為、、零相リアクトルが挿入されます
従ってキャリアの周波数を抑制する程の零相リアクトルは、インバータの出力効率を低下させます

ココまでは一般的なノイズに対する対策です

今回の事例では、インバータのキャリア周波数が下がった事により、
>>温度表示が大きく頻繁に変動
と有りますので以下の現象が想像出来ます
１）温調器のセンサー回路にローパスフィルタが構成されているが、12kHzはカット出来るが4kHzは十分にカット出来ない
２）温調器に搭載されているマイコンは、温度情報をＡＤコンバータで取り込んでいると思われる、サンプリングは1kHz程度？
以上の事からエリアッシングエラーが発生している可能性があります

仮にこの仮説が正しければキャリア周波数を12kHzに上げれば解決する事になり、
零相リアクトルの挿入は今回の現象を抑制する効果が無い事になります

お礼

ありがとうございます。
説明不足で申し訳ありません。
補足の時系列でご検討、ご教示をお願いいたします。