試論P(yáng)LC―變頻器控制系統(tǒng)的抗干擾.doc

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1、試論P(yáng)LC—變頻器控制系統(tǒng)的抗干擾摘要文章首先針對(duì)供電網(wǎng)絡(luò)的抗諧波干擾進(jìn)行了分析，進(jìn)而針對(duì)信號(hào)線的干擾以及接地時(shí)可能存在的干擾及對(duì)應(yīng)解決措施進(jìn)行了敘述，最后針對(duì)變頻器產(chǎn)生的諧波對(duì)電動(dòng)機(jī)造成的干擾及對(duì)應(yīng)解決措施進(jìn)行了闡述?！娟P(guān)鍵詞】PLC變頻器控制系統(tǒng)抗干擾卩LC-變頻器這一控制系統(tǒng)具有效率高、控制靈活、節(jié)能效果好等特點(diǎn),因此被廣泛應(yīng)用于眾多工程項(xiàng)目的電氣自動(dòng)化設(shè)施屮。但變頻器、PLC以及傳感器等電氣設(shè)備在進(jìn)行通信的工作狀態(tài)下會(huì)因?yàn)殄e(cuò)誤代碼而執(zhí)行錯(cuò)誤的操作，此外還會(huì)出現(xiàn)耗能增加以及電動(dòng)機(jī)振動(dòng)等問(wèn)題。以上這些問(wèn)題的出現(xiàn)嚴(yán)重威脅著整個(gè)電氣系統(tǒng)的止常運(yùn)行和使用，究其原因，是因?yàn)檫\(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)的各種

2、干擾導(dǎo)致的，有效地去除這些干擾能夠保證整個(gè)系統(tǒng)的正常進(jìn)行。1供電網(wǎng)絡(luò)的抗諧波干擾1.1濾波在變頻器上加裝LC濾波器可以實(shí)現(xiàn)濾波干擾的有效去除，在選擇濾波器時(shí)主耍是根據(jù)諧波的次數(shù)來(lái)確定的，當(dāng)受到諧波干擾比較嚴(yán)重的情況下，可以在變頻器和PLC的電源線處加裝電源線的濾波器。在使用濾波器進(jìn)行諧波的去除時(shí)需要注意，將濾波器盡可能地安裝在離電源入口處近的位置，這樣去除的效果會(huì)更好。在進(jìn)行濾波器輸入端和輸出端位置的安排時(shí)，需要盡可能地保證兩者之間處于一個(gè)合適的位置，這樣可以有效避免信號(hào)從一端至另一端的直接耦合輸出。另外，在進(jìn)行濾波器的接地時(shí)應(yīng)該盡可能地靠近所用設(shè)備的接地位置。1.2電氣隔離為了切斷傳導(dǎo)過(guò)

3、程屮存在的各種干擾，經(jīng)常在變頻器和PLC上安裝隔離的變壓器來(lái)實(shí)現(xiàn)和供電電源之間的有效隔離。這其中，為了保證變壓器本身的耦合電容不會(huì)傳導(dǎo)高頻的T?擾，在選擇變壓器時(shí)應(yīng)該盡可能地使用帶有屏蔽層的，另外，屏蔽層要保證準(zhǔn)確接地。2信號(hào)線的干擾PLC需要接收來(lái)自現(xiàn)場(chǎng)的一些控制信號(hào)，同時(shí)又需要將輸出的信號(hào)傳送給變頻裝置，在這一過(guò)程中就會(huì)出現(xiàn)一些對(duì)信號(hào)線產(chǎn)生的干擾。通常情況下，宙于信號(hào)線之I'可的距離非常近，這些干擾會(huì)通過(guò)電感和電容產(chǎn)生磁場(chǎng)的耦合干擾和電場(chǎng)，這兩種干擾也被稱作為感性耦合干擾和容性耦合干擾。隨著導(dǎo)線之間距離的縮短，磁通量的密度和電容會(huì)隨之增人，相丿應(yīng)的磁場(chǎng)和電場(chǎng)耦合的干擾性也會(huì)越來(lái)越強(qiáng)，實(shí)

4、現(xiàn)對(duì)這種干擾最好的辦法就是遠(yuǎn)離。在實(shí)際的電氣工程開展過(guò)程中，工作人員為了節(jié)省施工的空間，通常將導(dǎo)線布置在相對(duì)較近的范圍，這就情況就非常容易岀現(xiàn)干擾，采用雙絞線和屏蔽線是兩種去除干擾的有效方法。但需要注意的是：不同的干擾通常要采取不同的接地，同時(shí)還要避免共模干擾的產(chǎn)生。2.1屏蔽線屏蔽線除了能抑制電場(chǎng)的干擾之外，還能夠抑制磁場(chǎng)的干擾，這主要是根據(jù)其接地方式的不同決定的。以單端接地的方式為例，由于兩端電流的方向正好相反，具產(chǎn)生的磁場(chǎng)干擾呈現(xiàn)出相互抵消的態(tài)勢(shì)，這樣就能夠抑制磁場(chǎng)的耦合干擾。而采用屏蔽層懸浮的方式就沒有這種抗干擾能力。在使用屏蔽線去干擾時(shí)，需要滿足以下兩點(diǎn)：第一，屏蔽線的芯線不能過(guò)

5、長(zhǎng)，同時(shí)也不能過(guò)短，否則就會(huì)使屏蔽層的保護(hù)效果得到最人程度地削弱，還會(huì)造成電場(chǎng)屏蔽的效能下降。第二，被屏蔽層處的導(dǎo)線和屏蔽層不能相互分開，屏蔽層不能在接地時(shí)發(fā)生扭曲，這會(huì)使扭曲的屏蔽層處出現(xiàn)寄生電感，會(huì)對(duì)屏蔽效果產(chǎn)生不良的影響。2.2雙絞線雙絞線的扭環(huán)周偉I會(huì)產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)，而相鄰兩個(gè)扭環(huán)產(chǎn)生的電勢(shì)是相反的，起到了抵消的效果，因此會(huì)對(duì)電磁的干擾產(chǎn)生抑制的效果。雙絞線接地時(shí)，對(duì)電磁干擾的抑制效果會(huì)隨著接地方式的變化而發(fā)生改變。采用兩端接地的形式會(huì)因?yàn)樾盘?hào)阻抗與地線阻抗相互不對(duì)稱產(chǎn)生地環(huán)電流，這會(huì)造成雙絞線中的電流處于一個(gè)不平衡的狀態(tài)，這在一定程度上會(huì)減輕其對(duì)磁場(chǎng)的抗干擾能力。3接地的干擾在電控系

6、統(tǒng)中，除了要保證人身和設(shè)備的安全而進(jìn)行的接地操作之外，還需要進(jìn)行防電磁干擾和確保系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)的接地，如果接地的效果不好，就很容易造成共模干擾的問(wèn)題出現(xiàn)。下圖就是產(chǎn)生共模干擾的一種情況，這種情況就是因?yàn)榻拥靥幚聿划?dāng)產(chǎn)生的。其中，變頻器的輸出電壓會(huì)產(chǎn)牛共模電流，電流會(huì)通過(guò)電動(dòng)機(jī)內(nèi)部的電容以及電纜使這兩種情況產(chǎn)生的電容進(jìn)入到PE線中，不同的PE線會(huì)出現(xiàn)共模噪聲電壓［3］。以下圖A、B、C三點(diǎn)間為例，這其中產(chǎn)生的共模噪聲電壓會(huì)影響到變頻器和PLC之間的操作。接地操作本身是一項(xiàng)復(fù)雜的工作，需要電氣工作人員根據(jù)具體情況來(lái)決定所要采用的接地方案，確保整個(gè)系統(tǒng)的正常運(yùn)行。4變頻器產(chǎn)生的諧波對(duì)電動(dòng)機(jī)造成的干

7、擾在理想狀態(tài)下，變頻器的最大工作頻率可以達(dá)到15千赫茲Z多，其中，電壓的變化率非常大，變頻器產(chǎn)生的諧波可以造成電動(dòng)機(jī)機(jī)體溫度的提升，同時(shí)還可能產(chǎn)生因振動(dòng)脈而出現(xiàn)的應(yīng)力，這種應(yīng)力如果過(guò)大就會(huì)造成電動(dòng)機(jī)內(nèi)部構(gòu)件的損壞。對(duì)于這種諧波干擾，可以通過(guò)以下幾種方式進(jìn)行抑制：（1）加輸出電抗器。在電動(dòng)機(jī)和變頻器屮間添加一個(gè)輸出電抗器就能夠有效避免電動(dòng)機(jī)的損壞以及過(guò)早老化，這主要是因?yàn)檩敵鲭娍蛊髂軌蛴行p小值。（2）在電動(dòng)機(jī)、變頻器以及