变频器抗干扰措施的分析(五)
发布时间:2019-08-01 10:38:18来源:
3)组建系统时考虑不周,如系统的供电电源,接地方案,连接各单元设备的电缆选择和布线等措施不当,以致单元装置原有的电磁兼容措施没有发挥应有的作用,甚至会引入新的更大的干扰。
6.1 系统的电源供电
1) 电网的突然停电和送电使电网的电压和电流发生很大的瞬时变化,从而引起瞬时噪声,高频噪声,计算机程序中断,数据丢失等严重后果,所以在经常发生电网停电的地方计算机系统必须考虑UPS。
2) 电源滤波器通常是由各个设备专用的,往往在设备交流电源的入口处,抑制共模、差模噪声。
3) PLC 的电源只能用现场的电源,但必须从车间的主配电箱中用专用电缆引出,不能和动力电源和控制电源混用,同时,须插入隔离变压器和电源滤波器。
6.2 系统的接地布置
变频器:变流器中的IGBT流过大电流,电压很高,是强电回路,但触发回路通常是低电压小电流的弱电回路。
PLC是弱电设备,但与强电设备一起安装在生产车间,构成强弱电混合装置。
强弱电混合装置的接地
必须考虑安全接地、工作接地、屏蔽接地。三种地线一般不在机柜内的中心接地点会合,而是分别引出机柜外,然后与相应的接地母线相连接。
强电设备工作时或发生故障时可能通过接地极向大地注入很大地电流,引起周围地电位的巨烈变化,所以弱电设备例如电子控制设备、计算机设备的接地极应该原理弱电设备的接地极,各种接地极的比较小允许距离为:
弱电设备与高压供电变压器中性点 20m
弱电设备与避雷针 20m
弱电设备与强电设备 15m
关于系统中是否要多个接地极还是用一个总接地极的问题目前还有不同的看法。
6.3系统的配线
无论设备内还是设备外都要遵循一个原则:避免线与线之间的相互窜绕。所以在配线前,应该对各种线和电缆进行分类:
1) 大功率电力线。用于500V/200A以上的交直流电力回路,例如:大容量的交直流电机供电线,大容量晶闸管变流装置和动力设备的供电线。强烈的噪声。
2) 低压电力线。如照明配电线,控制装置配电线。
3) 控制线。用于触电控制回路,如触电控制的电磁阀、继电器线圈、信号灯、蜂鸣器等。当触点通断时,由于电路带有电感负载,会产生较强烈的噪声。
4) 高电平模拟信号线。0.1V~10V之间,一般不产生干扰,也不易受干扰。
5) 低电平模拟信号线。<0.1V 传感器测量回路,信号较弱,易产生干扰。
6) 高电平数字信号线,显示器和数码管驱动器输出回路的信号线。能对敏感电路形成干扰,也会受到干扰。
7) 低电平数字信号线,很容易受到干扰。
通常电力线和控制线噪声很大,可能对信号线产生干扰,同时信号线之间也可能互相干扰。所以该正确选择信号线所用的电缆类型,恰当的安排电缆的敷设。
6.3.1 电缆的选择
可以根据敏感设备的接口敏感度,选用信号线可用的电缆类型,估计信号线与低压电力线之间的比较小距离。
还可以根据信号回路和控制回路的类型来选择所用的电缆,因为接口的敏感度和回路的性质有关。
对于供电用的电力电缆在设备外部使用三芯或四芯电缆,在设备内部的供电配线应用双绞线,节距小于3cm。
6.3.2 电缆的敷设
电力线、控制线和信号线所用的电缆选定后就应该注意电缆的铺设问题。
根据配线原则,各种不同分类的电缆要分别独立配线,而且相互间,保持一定的距离。例如:敏感的信号电缆与其它强电设备和电缆之间的距离至少大于1.5m,即使信号电缆穿过钢管(钢管接地)后,仍应保持0.8m以上的距离。
信号线如不是传递同一电平等级的信号,也不要使用同一多芯电缆。
不同类型的信号分别由不同电缆传输,信号电缆应按传输信号种类分层铺设,严禁用同一电缆的不同导线同时传送动力电源和信号,避免信号线与动力电缆靠近平行敖设,以减少电磁干扰。
7. 静电防护
人体常常带有静电,当用手触摸电子设备时,常因瞬间的静电放电而使设备受到干扰,甚至损坏设备内的半导体器件。
产生原因:两种不同物质的物体互相摩擦,正负电荷分别积蓄在两种物体上,形成高电压。
静电放电对电子电路的干扰有两种方式:
1)传导方式即:静电放电电流直接侵入设备内的电路 人手去触摸印刷版上的轨线、管脚、设备的I/O接口端子等。
2)辐射干扰:静电放电时伴随着火花将辐射磁场和电场,磁场能够在附近电路的各个信号环路感应出感应电动势。由于在很短的时间内,发生较大的电流变化,所以信号环路中产生的干扰电动势很可能超过逻辑电路的阈值电平,引起误触发。静电放电产生的磁场随距离平方衰减。静电放电产生的电场可以被印刷版上的轨线,设备的I/O线接收,产生干扰。
抑制静电放电干扰的方法大致有以下几种:
1)防止静电的产生。 机房的工作台和地板应铺设防静电材料,操作人员不穿化纤等易产生静电的衣服,手腕处比较好佩戴接地扣带,保持机房的相对湿度在45%以上。
2)在人手和内部电路间建立隔离层,阻止放电的发生。例如:用绝缘机壳,或在设备外壳上图绝缘漆等,使绝缘能力大于20KV。
3)一旦发生静电放电,应让其尽快旁路入地,不要直接侵入内部电路。例如:内部电路如用金属机箱屏蔽,则机箱应良好接地,接地电阻应尽量小,这样放电电流可以有机箱外壳流入大地,不会影响内部电路。
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