西門(mén)子EM DI08數字量輸入模塊

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變頻器輸入端電源濾波器是采用高導磁率的鐵氧體磁心及鐵粉芯，配接一定的電容，構成LC濾波器，將變頻器產(chǎn)生的高次諧波（在某一頻帶內的）濾掉，而使臨近或同一電網(wǎng)工作的電器設備不受干擾，能夠正常工作。其原理圖如圖1所示。

　　                                                          圖1 輸入濾波器電路原理圖

　　變頻器輸出端電源濾波器采用電感（L）濾波，抑制變頻器輸出的傳導干擾和減少輸出線(xiàn)上低頻輻射干擾，使直接驅動(dòng)的電機電磁噪聲減小，使電機的銅損、鐵損大幅減少。其原理圖如圖2所示。

　購買(mǎi)了該類(lèi)濾波器后，我們去現場(chǎng)進(jìn)行了調試。由于對該類(lèi)現場(chǎng)接觸較少，技術(shù)人員準備不太充分，增加了濾波器，但濾波效果仍不理想，在重載時(shí)仍存在干擾，DCS系統不能正常工作，變頻器仍無(wú)法運行。于是我們對問(wèn)題做了具體的分析。

　　變頻器產(chǎn)生干擾的原因

　　                                                                  圖3 變頻器主電路圖

　　變頻器主電路一般是交流—直流—交流模式見(jiàn)圖3，外部輸入380V/50Hz的工頻電源經(jīng)三相橋路不可控整流成直流電壓信號，經(jīng)濾波電容濾波及大功率晶體管開(kāi)關(guān)元件逆變?yōu)轭l率可變的交流信號。在整流回路中，輸入電流的波形為不規則的矩形波，波形按傅立葉級數分解為基波和各次諧波，其中的高次諧波將干擾輸入供電系統。在逆變輸出回路中，輸出電流信號是受PWM載波信號調制的脈沖波形，對于GTR大功率逆變元件，其PWM的載波頻率為2～3kHz，而IGBT大功率逆變元件的PWM載頻可達15kHz。同樣，輸出回路電流信號也可分解為只含正弦波的基波和其他各次諧波，而高次諧波電流對負載直接干擾。高次諧波電流還通過(guò)電纜向空間輻射，干擾鄰近電氣設備。

　　變頻器干擾的主要傳播途徑

　　變頻器工作時(shí)，作為一個(gè)強大的干擾源，其干擾途徑一般分為輻射、傳導、電磁耦合、二次輻射和邊傳導邊輻射等。主要途徑如圖4所示：

　　                                                      圖4變頻器干擾的主要傳播途徑

　　從上圖可以看出，變頻器產(chǎn)生的輻射干擾對周?chē)臒o(wú)線(xiàn)電接收設備產(chǎn)生強烈的影響，傳導干擾使直接驅動(dòng)的電機產(chǎn)生電磁噪聲，使得銅損、鐵損大幅增加，傳導干擾和輻射干擾對電源輸入端所連接或鄰近的電子敏感設備有很大的影響。

　　針對這兩次調試情況和變頻器產(chǎn)生干擾及干擾的途徑，我們聯(lián)合電源濾波器生產(chǎn)廠(chǎng)商的工程師進(jìn)行了分析并與北京康拓生物工程有限公司的工程師多次進(jìn)行了溝通，了解了其工作原理、布線(xiàn)情況，分析認為主要還是變頻器輸入端產(chǎn)生的高頻諧波造成的干擾。因裝變頻器后，變頻器的輸入線(xiàn)在原動(dòng)力線(xiàn)槽內，而輸出線(xiàn)不在線(xiàn)槽內，離電機也比較近。原布線(xiàn)系統不太合理，動(dòng)力線(xiàn)槽與控制線(xiàn)槽距離較近，只有20cm，按規定應不少于50cm，且兩線(xiàn)槽平行走線(xiàn)，這些都是比較忌諱的。變頻器的地線(xiàn)接的也不太合理，接在了電源線(xiàn)的走線(xiàn)槽上，線(xiàn)槽的作用一是支撐電源線(xiàn)、二是起屏蔽的作用，變頻器的干擾又通過(guò)地線(xiàn)到了線(xiàn)槽上。變頻器產(chǎn)生的高次諧波通過(guò)變頻器的輸入線(xiàn)和地線(xiàn)輻射到其它設備的電源線(xiàn)和信號線(xiàn)上（尤其是比較敏感的傳感器的信號線(xiàn)。這里強調一點(diǎn)：我們的變頻器與DCS控制系統不是同一臺變壓器給電，可以排除直接傳導干擾），干擾了控制系統的正常工作。

　　分析這些問(wèn)題，由于原布線(xiàn)系統已成定型，再動(dòng)幾乎是不可能，改變電源線(xiàn)和信號線(xiàn)布線(xiàn)的想法應予以排除，變頻器地線(xiàn)可以另走，拉一根地線(xiàn)直接接至配電室電控柜的地線(xiàn)上，對變頻器的輸入端再加強濾波措施，按理論問(wèn)題應于解決。

在現場(chǎng)原發(fā)酵罐停車(chē)后，我們在原濾波器基礎上又增加了一套共模及差模磁環(huán)，在輸入、輸出每相線(xiàn)上各套二個(gè)差模環(huán)，在輸入的三根相線(xiàn)上套兩個(gè)共模磁環(huán)，并將地線(xiàn)接至配電室的地上。這樣處理后開(kāi)機運行，在電機空載的情況下運行正常，沒(méi)有出現干擾報警現象。