減少或削弱變頻器諧波及電磁輻射對(duì)設(shè)備干擾的方法
上一篇介紹的方法是減少變頻器工作時(shí)對(duì)外設(shè)備的影響,但并不是消除了變頻器的對(duì)外干擾,如果想進(jìn)一步提高其它設(shè)備對(duì)變頻器諧波和電磁輻射的免疫能力,尤其是在變頻器(品牌不同,產(chǎn)生的干擾程度可能不一樣)干擾較嚴(yán)重的場(chǎng)合中常用的方法通常有以下幾種:
1.使用隔離變壓器
使用隔離變壓器主要是應(yīng)對(duì)來(lái)自于電源的傳導(dǎo)干擾。使用具有隔離層的隔離變壓器,可以將絕大部分的傳導(dǎo)干擾阻隔在隔離變壓器之前。同時(shí)還可以兼有電源電壓變換的作用。隔離變壓器常用于控制系統(tǒng)中的儀表、PLC,以及其它低壓小功率用電設(shè)備的抗傳導(dǎo)干擾。
2.使用濾波模塊或組件
目前市場(chǎng)中有很多專(zhuān)門(mén)用于抗傳導(dǎo)干擾的濾波器模塊或組件,這些濾波器具有較強(qiáng)的抗干擾能力,同時(shí)還具有防止用電器本身的干擾傳導(dǎo)給電源,有些還兼有尖峰電壓吸收功能,對(duì)各類(lèi)用電設(shè)備有很多好處。
常用的有雙孔磁芯濾波器。還有單孔磁芯的濾波器,其濾波能力較雙孔的弱些,但成本較低。
3.選用具有開(kāi)關(guān)電源的儀表等低壓設(shè)備
一般開(kāi)關(guān)電源的抗電源傳導(dǎo)干擾的能力都比較強(qiáng),因?yàn)樵陂_(kāi)關(guān)電源的內(nèi)部也都采用了如圖5結(jié)構(gòu)類(lèi)似的濾波器。因此在選用控制系統(tǒng)的電源設(shè)備,或者選用控制用電器的時(shí)候,盡量采用具有開(kāi)關(guān)電源類(lèi)型的。
4.作好信號(hào)線的抗干擾
信號(hào)線承擔(dān)著檢測(cè)信號(hào)和控制信號(hào)的傳輸任務(wù),毋庸置疑,信號(hào)傳輸?shù)馁|(zhì)量直接影響到整個(gè)控制系統(tǒng)的準(zhǔn)確性、穩(wěn)定性和可靠性,因此做好信號(hào)線的抗干擾是十分必要的。對(duì)于信號(hào)線上的干擾主要是來(lái)自空間的電磁輻射,有常態(tài)干擾和共模干擾兩種。
常態(tài)干擾的抑制 常態(tài)干擾是指疊加在測(cè)量信號(hào)線上的干擾信號(hào),這種干擾大多是頻率較高的交變信號(hào),其來(lái)源一般是耦合干擾。抑制常態(tài)干擾的方法有:
(1)在輸入回路接RC濾波器或雙T濾波器。
。2)盡量采用雙積分式A/D轉(zhuǎn)換器,由于這種積分器工作的特點(diǎn),具有一定的消除高頻干擾的作用。
。3)將電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成電流信號(hào)再傳輸?shù)姆绞剑瑢?duì)于常態(tài)的干擾有非常強(qiáng)的抑制作用。
共模干擾的抑制 共模干擾是指信號(hào)線上共有的干擾信號(hào),一般是由于被測(cè)信號(hào)的接地端與控制系統(tǒng)的接地端存在一定的電位差所制,這種干擾在兩條信號(hào)線上的周期、幅值基本相等,所以采用上面的方法無(wú)法消除或抑制。對(duì)共模干擾的抑制方法如下:
。1)采用雙差分輸入的差動(dòng)放大器,這種放大器具有很高的共模抑制比。
。2)把輸入線絞合,絞合的雙絞線能降低共模干擾,由于改變了導(dǎo)線電磁感應(yīng)e的方向,從而使其感應(yīng)互相抵消。
。3)采用光電隔離的方法,可以消除共模干擾。
。4)使用屏蔽線時(shí),屏蔽層只一端接地。因?yàn)槿魞啥私拥,由于接地電位差在屏蔽層?nèi)會(huì)流過(guò)電流而產(chǎn)生干擾,因此只要一端接地即可防止干擾。
無(wú)論是為了抑制常態(tài)干擾還是抑制共模干擾,都還應(yīng)該做到以下幾點(diǎn):
。1)輸入線路要盡量短。
。2)配線時(shí)避免和動(dòng)力線接近,信號(hào)線與動(dòng)力線分開(kāi)配線,把信號(hào)線放在有屏蔽的金屬管內(nèi),或者動(dòng)力線和信號(hào)線分開(kāi)距離要在40cm以上。
。3)為了避免信號(hào)失真,對(duì)于較長(zhǎng)距離傳輸?shù)男盘?hào)要注意阻抗匹配。
5.在使用以單片機(jī)、PLC、計(jì)算機(jī)等為核心的控制系統(tǒng)中,編制軟件的時(shí)候,可以適當(dāng)增加對(duì)檢測(cè)信號(hào)和輸出控制部分的軟件濾波,以增強(qiáng)系統(tǒng)自身的抗干擾能力。
總結(jié)
干擾的分布參數(shù)是很復(fù)雜的,因此在抗干擾時(shí),應(yīng)當(dāng)采用適當(dāng)?shù)拇胧,既要考慮效果,又要考慮價(jià)格因素,還要因現(xiàn)場(chǎng)情況而定。采用的措施只要能解決問(wèn)題即可,往往過(guò)多的抗干擾措施有可能會(huì)產(chǎn)生額外的干擾,具體情況具體解決。