西門子EM DI08數(shù)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(dǎo)磁率的鐵氧體磁心及鐵粉芯,，配接一定的電容,，構(gòu)成LC濾波器，將變頻器產(chǎn)生的高次諧波（在某一頻帶內(nèi)的）濾掉,，而使臨近或同一電網(wǎng)工作的電器設(shè)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(dǎo)干擾和減少輸出線上低頻輻射干擾，使直接驅(qū)動(dòng)的電機(jī)電磁噪聲減小,，使電機(jī)的銅損,、鐵損大幅減少。其原理圖如圖2所示,。

　購(gòu)買了該類濾波器后,，我們?nèi)ガF(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行了調(diào)試。由于對(duì)該類現(xiàn)場(chǎng)接觸較少,，技術(shù)人員準(zhǔn)備不太充分,，雖然增加了濾波器，但濾波效果仍不理想,，在重載時(shí)仍存在干擾,，DCS系統(tǒng)不能正常工作，變頻器仍無(wú)法運(yùn)行,。于是我們對(duì)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(hào),，經(jīng)濾波電容濾波及大功率晶體管開關(guān)元件逆變?yōu)轭l率可變的交流信號(hào),。在整流回路中，輸入電流的波形為不規(guī)則的矩形波,，波形按傅立葉級(jí)數(shù)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(tǒng)。在逆變輸出回路中,，輸出電流信號(hào)是受PWM載波信號(hào)調(diào)制的脈沖波形,，對(duì)于GTR大功率逆變?cè)銹WM的載波頻率為2～3kHz,，而IGBT大功率逆變?cè)腜WM載頻可達(dá)15kHz,。同樣,，輸出回路電流信號(hào)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(duì)負(fù)載直接干擾。另外高次諧波電流還通過(guò)電纜向空間輻射,，干擾鄰近電氣設(shè)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(qiáng)大的干擾源，其干擾途徑一般分為輻射,、傳導(dǎo),、電磁耦合、二次輻射和邊傳導(dǎo)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(duì)周圍的無(wú)線電接收設(shè)備產(chǎn)生強(qiáng)烈的影響，傳導(dǎo)干擾使直接驅(qū)動(dòng)的電機(jī)產(chǎn)生電磁噪聲,，使得銅損,、鐵損大幅增加，同時(shí)傳導(dǎo)干擾和輻射干擾對(duì)電源輸入端所連接或鄰近的電子敏感設(shè)備有很大的影響,。

　　針對(duì)這兩次調(diào)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)廠商的工程師進(jìn)行了分析總結(jié)，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,、布線情況，分析認(rèn)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,，變頻器的輸入線在原動(dòng)力線槽內(nèi)，而輸出線不在線槽內(nèi),，離電機(jī)也比較近,。再者，原布線系統(tǒng)不太合理,，動(dòng)力線槽與控制線槽距離較近,，只有20cm，按規(guī)定應(yīng)不少于50cm,，且兩線槽平行走線,，這些都是比較忌諱的。變頻器的地線接的也不太合理,，接在了電源線的走線槽上,，線槽的作用一是支撐電源線、二是起屏蔽的作用,，變頻器的干擾又通過(guò)地線到了線槽上,。變頻器產(chǎn)生的高次諧波通過(guò)變頻器的輸入線和地線輻射到其它設(shè)備的電源線和信號(hào)線上（尤其是比較敏感的傳感器的信號(hào)線。這里強(qiáng)調(diào)一點(diǎn)：我們的變頻器與DCS控制系統(tǒng)不是同一臺(tái)變壓器給電,，可以排除直接傳導(dǎo)干擾）,，干擾了控制系統(tǒng)的正常工作。

　　分析這些問(wèn)題,，由于原布線系統(tǒng)已成定型,，再動(dòng)幾乎是不可能,，因此改變電源線和信號(hào)線布線的想法應(yīng)予以排除，變頻器地線可以另走,，拉一根地線直接接至配電室電控柜的地線上,，對(duì)變頻器的輸入端再加強(qiáng)濾波措施，按理論問(wèn)題應(yīng)于解決,。

在現(xiàn)場(chǎng)原發(fā)酵罐停車后,，我們?cè)谠瓰V波器基礎(chǔ)上又增加了一套共模及差模磁環(huán)，在輸入,、輸出每相線上各套二個(gè)差模環(huán),，在輸入的三根相線上套兩個(gè)共模磁環(huán)，并將地線接至配電室的地上,。這樣處理后開機(jī)運(yùn)行,，在電機(jī)空載的情況下運(yùn)行正常，沒有出現(xiàn)干擾報(bào)警現(xiàn)象,。