E M C 及 抗 干 扰 技 术一 电磁兼容性概念
v
电磁兼容性 （
E M C
，
E l e ct r o M a gn etic C omp ati bi l i t y
） 是指电器,电子产品能在规定的电磁环境中正常工作,并不对该环境中其他产品产生过量的电磁干扰 （
E M I
，
E l ec t r o -
M ag n e t i c I nt e r f er en ce
）。 这里包含着两个方面的要求,其一是要求产品对外界的电磁干扰具有一定的承受能力 ； 其二是要求产品在正常运行过程中,该产品对周围环境产生的电磁干扰不能超过一定的限度 。
一 电磁兼容性概念
v 我国颁布的,电磁兼容性,国家标准中,对电磁兼容性做出如下定义,,设备或系统在其电磁环境中能正常工作且不对该环境中的任何事物构成不能承受的电磁干扰 。,显然电磁兼容性含有双重含义,抗干扰性和干扰性 。
二 E MC 相关专用名词基 本概念
v 1,电磁环境 e l e ct r o m ag ne t i c en vi r on m en t
存在于给定场所的所有电磁现象的总和 。
2,电磁噪声 e l e ct r o m ag ne t i c no i se
一种明显不传送信息的时变电磁现象,它可能与有用信号叠加或组合 。
3,无用信号 u n w a n t ed si g na l,un d es i r e d si gn al
可能损害有用信号接收的信号 。
4,干扰信号 i n t e r f er i n g si gn a l
损害有用信号接收的信号 。
二 E MC 相关专用名词基 本概念
v 5,电磁骚扰 e l e ct r o m ag ne t i c di st ur ba n ce
任何可能引起装置,设备或系统性能降低或者对有生命或无生命物质产生损害作用的电磁现象 。（ 【 注 】,电磁骚扰可能是电磁噪声,无用信号或传播媒介自身的变化 ）
6,电磁干扰 e l e ct r o m ag ne t i c i nt er f e r e nc e （ E M I ）
电磁骚扰引起的设备,传输通道或系统性能的下降 。
7,（ 电磁 ） 发射 （ el e ct r o m ag ne t 1c ） em i ssi on
从源向外发出电磁能的现象 。
二 E MC 相关专用名词基 本概念
v 8,（ 无线电通信中的 ） 发射 em i ssi on （ i n
r ad i o co m m u n i ca t i on ）
由无线电发射台产生并向外发出无线电波或信号的现象 。
9,（ 电磁 ） 辐射 （ el e ct r o m ag ne t i c ） r ad i at i on
a,能量以电磁波形式由源发射到空间的现象 。
b,能量以电磁波形式在空间传播 。
v 【 注 】,,电磁辐射,一词的含义有时也可引申,将电磁感应现象也包括在内 。
二 E MC 相关专用名词基 本概念
v 1 0,系统间干扰 i n t er - syst e m i n t er f e r en ce
由其它系统产生的电磁骚扰对一个系统造成的电磁干扰 。
1 1,系统内干扰 i n t r a - syst e m i n t er f e r en ce
系统中出现的由本系统内部电磁骚扰引起的电磁干扰 。
1 2,自然噪声 n atur al no i se
来源于自然现象而非人工装置产生的电磁噪声 。
1 3,人为噪声 m a n - m a de n oi se
来源于人工装置的电磁噪声 。
二 E MC 相关专用名词基 本概念
v 14,（ 性能 ） 降低 de gr ad at ion （ of pe r f or man c e ）
装置,设备或系统的工作性能与 正常性 能的非 期望偏 离 。
15,（ 对骚扰的 ） 抗扰性 im mun it y （ t o a dis t ur ba nc e ）
装置,设备或系统面临电磁骚扰不 降低运 行性能 的能力 。
16,（ 电磁 ） 敏感性 （ e lec t r om ag n et ic ） s u s c ep t ibilit y
在存在电磁骚扰的情况下,装置,设备或 系统不 能避免 性能降 低的能力 。
v 【 注 】,敏感性高,抗扰 性低 。
二 E MC 相关专用名词基 本概念
v 1 7,静电放电 e l e ct r o st at i c d i sch ar ge （ E S D ）
具有不同静电电位的物体相互靠近或直接接触引起的电荷转移 。
v 1 8 电压变化与闪烁
1 8,1 电压变化 vol t ag e cha n g e
在一定但非规定的时间间隔内电压均方很值或峰值在两个相邻电平问的持续变动 。
1 8,2 相对电压变化 r el a t i ve vo l t ag e ch an ge
电压变化的幅值与额定电压值之比二 E MC 相关专用名词基 本概念
v 1 8,3 电压变化持续时间 du r a t i on of a vo l t ag e cha ng e
电压由初值增大或减小至终值所经历的时间间隔 。
1 8,4 电压变化时间间隔 vo l t a g e ch an ge i nt er val
从一个电压变化的起始点到另一个电压变化的起始点所经历的时间间隔 。
1 8,5 电压波动 vol t ag e f l uc t u a t i o n
一连串的电压变化或电压包络的周期性变化 。
1 8,6 电压波动波形 vo l t ag e f l uc t ua t i o n w ave f or m
作为时间函数的峰值电压包络 。
二 E MC 相关专用名词基 本概念
v 1 8,7 电压波动幅度 m ag ni t ud e o f a vol t ag e f l uc t at i o n
电压波动期间,均方根值或峰值电压的最大值与最小值之差 。
1 8,8 电压变化发生率 r a t e of o ccu r e n ce o f vo l t ag e ch a ng es
单位时间内电压变化出现的次数 。
1 8,9 电压不平衡 vo l t a g e un ba l an ce,vol t ag e i m ba l an ce
多相系统中的一种状态,在这种状态下,相电压均方很值或邻相之间的相角不相等 。
二 E MC 相关专用名词基 本概念
v 1 8,1 0 电压瞬时跌落 vo l t ag e d i p
电气系统某一点的电压突然下降,经历几周到数秒的短暂持续期后又恢复正常 。
1 8,1 1 电压浪涌 vol t a ge su r g e
沿线路或电路传播的瞬态电压波 。 其特征是电压快速上升后缓慢下降 。
1 8,1 2 闪烁 f l i cke r
亮度或频谱分布随时间变化的光刺激所引起的不稳定的视觉效果 。
二 E MC 相关专用名词基 本概念
v 1 8,1 3 闪烁计 f l i cke r m e t er
用来测量闪烁量值的仪表 。
1 8,14 视觉停闪频率 f us i o n f r e q ue n cy
刺激视觉的交变频率,在一组给定条件下,高于这一频率的闪烁是感觉不到的 。
注,视觉停间频率亦称临界闪烁频率 （ cr i t i ca l f l i cker
f r e qu en cy ）。
二 E MC 相关专用名词基 本概念
v 1 9 3 C 认证
v,３ Ｃ,认证即,中国强制认证,,英文名称为,Ｃｈｉｎ
ａ Ｃｏｍ ｐｕｌｓｏｒｙ Ｃｅ ｒｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ,,
英文缩写为,ＣＣＣ,。 目前的,ＣＣＣ,标志分为四类,
每类标志有大小五种规格 。
１ ）, Ｓ 标志 安全类型的标志
２ ）, ＥＭＣ 标志 电磁兼容类认证标志
３ ）, Ｓ＆Ｅ 标志 安全与电磁兼容认证标志
４ ）, Ｆ 标志 消防认证标志三 E MC 技术的发展动态
v 电磁兼容,是与电磁环境密切相关的一门综合性极强的边缘科学 。 主要以电气,电子科学理论为基础,研究并解决各类电磁污染问题 。 其理论基础包括数学,电磁场微波理论,天线与电波传播,电路理论,信号分析,通讯理论,材料科学,
生物医学,电子对抗,通信地质工程等等,可以说电磁兼容技术是一个正在不断发展的新型综合性学科,也是一门工程性极强的应用技术 。
三 E MC 技术的发展动态
v 电磁兼容技术研究有 2 个 特点,
v a,涉及范围较广,包括自然 界中各 种电气 电磁干 扰,以 及各种 电器,电子设备的设计,安 装和各 系统之 间的电 磁干扰 等 ；
v b,技术难度大,因为干扰源 日益增 多,传 播的途 径也是 多种多 样的,在军工,电力,通讯,交通 和工矿 企业普 遍存在 电磁干 扰问题 。 电磁干扰对系统和设备是非 常有害 的,在 电力系 统供电 网络中,用户 的大功率电弧炉产生的冲击负 荷,倘 若在设 计中没 有考虑 电磁兼 容,将 有可能给电网造成很大冲击,会增大 电网电 磁对电 力系统 设备和 用户电 器设备可能带来的潜在危害 。
四 我国 E MC 及其标准的发展
v 我国对 E M C 的研究,与其它科学技术相比,滞后国外发达国家的程度更为严重 。 19 7 8 年全国科技大会后,国家科技部,
原电力部,邮电部,电子部都先后投入较大力量加大了 E M C
的研究步伐,成立了一系列与 E M C 有关的学术组织,制定出等同或等效采用了 I E C,C I S P R 等国际组织的 E M C 标准 。
四 我国 E MC 及其标准的发展
v 改革开放以来,我国从国外引进了许多设备,同时也有许多产品出口到世界各国,因此在 E M C 标准的实施上就需要有一个共同的规范 。 1 9 94 年在全国无线电干扰委员会和国内
TC 7 7 归口工作基础上,及时成立了全国电磁兼容标准化联合工作组,全面规划以 I E C 6 1 0 00 系列为主的电磁兼容标准体系和具体目标,19 99 年陆续制订出一批等同或等效采用
I E C 6 1 0 0 0 的国家标准并绝大部分为强制执行,以解决电气,
电子设备制造部门和用户的急需,同时也为规范我国 E M C 认证体系提供了依据 。
五 线 缆 的 静 电 屏 蔽 和 电 磁 屏 蔽
v 电缆之所以重要是因为它不仅是控制系统中最长的部分,容易通过近场的耦合对控制系统产生干扰 ； 而且它还类似于一根拾取和辐射噪声的高效天线 。
我们将讨论与此有关的三种类型的耦合,
1 ） 电容性耦合 。 它起源于线路间电场的相互作用 。
2 ） 电感性耦合 。 它起源于线路间磁场的相互作用 。
3 ） 电磁场耦合 。 它是电场和磁场相结合的混合作用的耦合 。
故也被称为电磁耦合或辐射耦合 。
5,1 电容性耦合噪声和其抑制方法
5,1,1 耦 合 机 理两 导 线 间 的 电 容 性 耦 合 如 图 所 示 。 C
s
为噪 声 导 体 （ 如 电源 线 ）
和 受 感 应 导 体 （ 如 信 号 线 ） 间的 分 布电 容,C
L
为 受 感应 导 体的 对 地电 容,R
L
为 受 感 应 导体 的 总电 阻 值,Z 为 C
L
和 R
L
的 并 联阻 抗 。 U
S
为 噪声 电 压,设 U
n
为 感 应的 噪 声电 压 。
噪 声导 体
C
S
噪 声电 压
U
S
受 感 应导 体
C
L
R
L
U n 并 联 阻抗 Z
5,1 电容性耦合噪声和其抑制方法利 用 C s 和 Z 之 间 的 分 压 公 式 就 可 以 求 出 在 受 感 应 导 体 和 地之 间 产 生 的 噪 声 电 压 U n 为,
当 噪 声 电 压 的 频 率 较 低 时,阻 抗 R L 远 小 于 C L 和 C s 的 阻 抗 时,
则 为,
感 应 的 噪 声 电 压 U n 正 比 于 噪 声 源 的 频 率 f,受 感 应 导 体 的 总 电阻 值 R
L
,受 感 应 导 体 的 对 地 电 容 C
L
以 及 噪 声 电 压 U
S
。
5,1 电容性耦合噪声和其抑制方法当噪声电压的频率较高时,R
L
阻抗远大于 C
L
和 C
s
的阻抗时,则为,
因为 C
L
远大于 C
s
,所以上式又可简化为
5,1 电容性耦合噪声和其抑制方法
5.1.2 电容性耦合的抑制措施电容性耦合噪声的大小,正比于下列因素,
1 ） 噪声电压 ；
2 ） 噪声频率 ；
3 ） 两导体间的分布电容 ；
4 ） 受感应体的对地阻抗 。
上述的诸因素中,噪声电压,噪声频率,受感应体的总电阻值往往是不可控的 。 所以抑制电容性耦合的最基本方法是减少与噪声导体间的分布电容 。 而减少两导体间的分布电容的最简单的方法就是加大与噪声导体之间的距离 。
但有时候受条件限制,无法用加大与噪声导体之间的距离来减少两导体间的分布电容时,此时采用静电屏蔽的方法是十分有效的 。
5,1 电容性耦合噪声和其抑制方法
v 5,1,3 屏 蔽对电 容性耦 合的影 响噪 声导 体受 感 应导 体分 布电 容 C
S
噪 声电 压 U
S
屏 蔽 层对 地电 容 C
L
C es
5,1 电容性耦合噪声和其抑制方法
5,1,3 屏蔽对电容性耦合的影响当受感应导线的外层包了屏蔽层后 ( 见图 ),前面所 述的感 应的噪声电压 U n 便作用在屏蔽层上 。
如果屏蔽层不接地,受感应导体 和屏蔽 层之间 的分布 电容 C e s 上没有电 流,则 受感应 导体上接受到的噪声电压就是屏蔽体上所 感应的 噪声电 压 。
如果屏蔽体接地,因为屏蔽层上 的电压 为零,所以受 感应导 体上的 噪声电 压也为 零 。
由于受感应导线不可能全部封闭 在屏蔽 体内 （ 包括导 体两端 外露和 编织屏 蔽层的 空隙 ）,
所以实际情况要复杂一些 。
为了获得良好的电场屏蔽,需要 做到,
1 ） 最大限度的减小中心导线延伸到屏蔽 之外部 分的长 度 ；
2 ） 为屏蔽层提供一个良好的接地 。
5,1 电容性耦合噪声和其抑制方法
v 如果我们将噪声导体进行屏蔽并接地,同样可以起到抑制电场耦合的作用 。 所以在工业现场,无论是电源电缆,或者是信号电缆,都应采用屏蔽型电缆 。
5,2 电感性耦合噪声和其抑制方法
5.2.1 耦合机理从物理学可知,线圈切割磁力线会感应出电动势 。 反之,
线圈不动,周围的磁力线发生变化,也同样会在线圈两端感应出电动势 。 所以一根导线,当流过它的电流大小发生变化时,在其周围就会产生出变化的磁场 。 若在这个交变的磁场中有另一个电路回路,就会在回路中感应出电动势 。 这两部分通过磁力线形成的耦合,其程度可用互感 M 来表示 。
5,2 电感性耦合噪声和其抑制方法
5,2 电感性耦合噪声和其抑制方法噪 声 源 电 压 为 U
i
,U
i
在 导 体 Z
1
回 路 上 产 生 的 电 流 为 I,则 在 Z
2
回路 上 产 生 的 感 应 电 压 为,
由 式 可 见,电 感 性 耦 合 的 噪 声 大 小 正 比 于
A,噪 声 源 回 路 的 电 流 I 变 化 率 d i/d t ；
B,互 感 M 。
一 般 而 言,噪 声 源 回 路 的 电 流 I 变 化 率 是 不 可 控 的,有 效 的 方 法 是 如 何 减小 互 感 M 。 减 小 互 感 M 的 方 法 有,
A,拉 开 回 路 之 间 的 耦 合 距 离,包 括 回 路 之 间 的 相 对 位 置 ；
B,尽 可 能 减 小 噪 声 回 路 和 感 应 回 路 的 环 路 面 积 ；
C,采 用 电 磁 屏 蔽,包 括 双 绞 电 缆 和 同 轴 电 缆 的 使 用 。
5,3 电磁场耦合噪声和其抑制方法
5,3,1 近 场 和 远 场 （ 感 应 场 和 辐 射 场 ）
辐 射 源 附 近 称 近 场,距 离 大 于 λ / 2 π （ λ 为 电磁 波 的波 长 ） 的地 方 称 远 场,这 是 一 种 约 定 。
波 长 和 传 播 速 度 以 及 频 率 的 关 系如 下 式 所示 。
λ = c / f
式 中,c - - 传 播 速度 （ 3 × m / s ） ；
f - - 频 率 （ H z ） 。
5,3 电磁场耦合噪声和其抑制方法在 近场 中,噪声一般是通过前述的电容性耦合和电感性耦合的方式传播到控制系统中去的 。
在 远场 中,对控制系统的干扰是通过能量向四方的辐射方式进行的 。
5,3 电磁场耦合噪声和其抑制方法由 上 述 可 知,在 近 场,干 扰 的耦 合 主要 是 通过 电 场,或 者 通过磁 场 。 而 在 远 场,辐 射 的 电 磁场 在 空间 的 传播 是 由 于电 场 和磁 场 的相 互 作 用 。
例 如,在 一 根 导 线 上 流 过 直 流 电 流,则 在 导线 周 围会 产 生 磁力线,而 沿 导 线 产 生 电 力 线 （ 即电 场 的方 向 和磁 场 的 方向 是 垂直 的 ） 。
这 样 就 产 生 了 磁 场 和 电 场 。 当电 流 发生 变 化,导 线 周围 的 磁场 和 电场 也 相 应 发 生 变 化,这 种 变 化在 空 间中 的 传播 就 是 电磁 波,它 的 传播 速 度 等 于 光 速 。
5,3 电磁场耦合噪声和其抑制方法
5,3,2 抑制电磁波传播的主要方法 —— 屏蔽抑 制 电 磁 波 传 播 的 主 要 方 法 就是 屏 蔽,远 场中 的 屏 蔽包 括 如下 两 个 方面,
1 ） 用 金 属 屏 蔽 体 把 电 磁 场 包 容 起 来,不 让 它向 外 扩散 ；
2 ） 对 受 干 扰 对 象 如 系 统,元 件,电缆 进 行 屏蔽,使之 不 受外 界 电 磁场 的影 响 。
屏 蔽 效 果 取 决 于
1 ） 频 率 ；
2 ） 屏 蔽 体 的 几 何 形 状 ；
3 ） 材 料 性 质 。
六 变频器的 E MC 规则及安装 规范
v 目前,随着我国经济的发展和科技的进步,工控设备的使用越来越广泛 。 特别是涉及到大的控制系统时,例如控制系统既有 P L C,数控系统,变频器又有仪表时 。 如果在系统设计和安装时,没有充分考虑电磁兼容的问题,小则造成设备不能稳定运行,大则造成设备的损坏 。 目前 E M C 已经成为系统故障的主要原因 。 E M C 的一条准则是,预防是最有效的,
最经济的方案,。 所以 E M C 已成为电气系统设计时必须重视的问题 。
6,1 变频器电磁兼容性
v 通常变频器能够运行在一个可能存在着较高电磁干扰 ( E M I )
的工业环境中,此时它即是噪声发射源,可能又是噪声接收器 。
6,1 变频器电磁兼容性
v 6,1.1 变频器作为噪声发射源
6,1 变频器电磁兼容性
6,1 变频器电磁兼容性
6,1 变频器电磁兼容性
v 6,1.2 变频器作为噪声接受器
6,1 变频器电磁兼容性
6,1 变频器电磁兼容性
v 变频器作为噪声接受器时,高频噪声电流 I s 可以通过电势和耦合电容进入变频器并且在阻抗 Zi 上产生一个压降,导致扰动噪声 。 为此最有效的方法是严格隔离噪声源和信号电缆,
且信号电缆的屏蔽一定要在两端接地 。
6,2 将变频器 E MC 影响减为最小的措施
v 确保传动柜中的所有设备接地良好,使用短和粗的接地线连接到公共接地点或接地母排上 。 特别重要的是,连接到变频器的任何控制设备 ( 比如一台 P L C ) 要与其共地,同样也要使用短和粗的导线接地 。 最好采用扁平导体 ( 例如金属网 ),因其在高频时阻抗较低 。
6,2 将变频器 E MC 影响减为最小的措施
6,2 将变频器 E MC 影响减为最小的措施
v 安装变频器时,建议安装板使用无漆镀锌钢板,以确保变频器的散热器和安装板之间有良好的电气连接 。
v 为有效的抑制电磁波的辐射和传导,变频器的电机电缆必须采用屏蔽电缆,屏蔽层的电导必须至少为每相导线芯的电导的 1 / 10 。
6,2 将变频器 E MC 影响减为最小的措施
v 控制电缆最好使用屏蔽电缆模拟信号和数字信号的传 输电缆 应该分 别屏蔽 和走线 。 不要 将 24 V D C 和
11 5/ 23 0V A C 信号共用同一条电缆槽 ！
6,2 将变频器 E MC 影响减为最小的措施
v 电机电缆应独立于其它电 缆走线,其最 小距离 为 50 0mm 。 和电 源电缆 交叉,应尽可能使它们按 9 0 度角 交叉 。
6,2 将变频器 E MC 影响减为最小的措施
v 干扰的隔离,从电路上把干扰源和易受干扰的部分隔离开来,
使它们不发生电的联系 。 在变频调速传动系统中,通常是电源和放大器电路之间电源线上采用隔离变压器以免传导干扰,
电源隔离变压器可应用噪声隔离变压器 。
6,2 将变频器 E MC 影响减为最小的措施
v 在系统线路中设置滤波器,抑制干扰信号从变频器通过电源线传导干扰到电源从电动机 。 为减少电磁噪声和损耗,在变频器输出侧可设置输出滤波器 ; 为减少对电源干扰,可在变频器输入侧设置输入滤波器 。 若线路中有敏感电子设备,可在电源线上设置电源噪声滤波器以免传导干扰 。 在变频器的输入和输出电路中,除了上述较低的谐波成分外,还有许多频率很高的谐波电流,它们将以各种方式把自己的能量传播出去,形成对其他设备的干扰信号 。 滤波器就是用于削弱频率较高的谐波分量的主要手段 。 根据使用位置的不同,可分为,
6,2 将变频器 E MC 影响减为最小的措施
v （ 1 ） 输入滤波器 通常又有两种,
a,线路滤波器 主要由电感线圈构成 。 它通过增大 线路在 高频下 的阻抗来削弱频率较高的谐 波电流 。
b,辐射滤波器 主要由高频电容器构成 。 它将吸收 掉频率 很高的,
具有辐射能量的谐波成分 。
（ 2 ） 输出滤波器 也由电感线圈构成 。 它可以有效 地削弱 输出电 流中的高次谐波成分 。 非但起到 抗干扰 的作用,且能 削弱电 动机中 由高次 谐波谐波电流引起的附加转矩 。 对于 变频器 输出端 的抗干 扰措施,必须 注意以下方面,
a,变 频 器的输出 端不 允许接入 电容 器,以免 在逆 变管导通 （ 关 断 ）
瞬间,产生峰值很大的充 电 （ 或 放电 ） 电流,损害逆 变管 ；
b,当输出滤波器由 lc 电路构成时,滤波器 内接入 电容器 的一侧,
必须与电动机侧相接 。
6,2 将变频器 E MC 影响减为最小的措施
v 采用电抗器在变频器的输入电流中频率较低的谐波分量 （ 5 次谐波,7 次谐波,1 1 次谐波,13 次谐波等所 ） 所占的比重是很高的,它们除了可能干扰其他设备的正常运行之外,还因为它们消耗了大量的无功功率,使线路的功率因数大为下降 。 在输入电路内串入电抗器是抑制较低谐波电流的有效方法 。 根据接线位置的不同,主要有以下两种,
6,2 将变频器 E MC 影响减为最小的措施
v （ 1 ） 交流电抗器 串联在电源与变频器的输入侧之间 。 其主要功能有,
a,通过抑制谐波电流,将功率因数提高至 （ 0.75 -
0,85 ）；
b,削弱输入电路中的浪涌电流对变频器的冲击 ；
c,削弱电源电压不平衡的影响 。
（ 2 ） 直流电抗器 串联在整流桥和滤波电容器之间 。 它的功能比较单一,就是削弱输入电流中的高次谐波成分 。 但在提高功率因数方面比交流电抗器有效,可达 0,9 5,并具有结构简单,体积小等优点 。
6,2 将变频器 E MC 影响减为最小的措施
v 进线电抗器串接在电源和变频器功率输入端之间 。 如果还使用了 R FI 滤波器,则 R F I 滤波器应串接在进线电抗器和变频器之间 。
v 提示,当对主电源电网的情况不了解时,建议最好加进线电抗器 ! !
6,3 抑制谐波干扰实例
v 例 1,某变频切换控制系统,变频器启动运行正常,而邻近液位计读数偏高,一次表输入 4 m A 时,液位显示不是下限值 ；
液位未到设定上限值时,液位计却显示上限,致使变频器接收停机指令,迫使变频器停止运行 。
这显然是变频器的高次谐波干扰液位计,干扰传播途径是液位计的电源回路或信号线 。 解决办法,将液位计的供电电源取自另一供电变压器,谐波干扰减弱,再将信号线穿入钢管敷设,并与变频器主回路线隔开一定距离,经这样处理后,
谐波干扰基本抑制,液位计工作恢复正常 。
6,3 抑制谐波干扰实例
v 例 2,某变频控制液位显示系统,液位计与变频器在同一个柜体安装,变频器工作正常,而液位计显示不准且不稳,起初我们怀凝一次表,二次表,信号线及流体介质有问题,更换所有这些仪表,信号电缆,并改善流体特性,故障依然存在,而这故障就是变频器的高次谐波电流通过输出回路电缆向外辐射,传递到信号电缆,引起干扰 。
v 解决办法,液位计信号线及其控制线与变频器的控制线及主回路线分开一定距离,且柜体外信号线穿入钢管敷设,外壳良好接地,故障排除 。
6,3 抑制谐波干扰实例
v 例 3,某变频控制系统,由两台变频器组成,且在同一柜体内,变频器调频方式均为电位器手调方式,运行某一台变频器时,工作正常,两台同时运行时,频率互相干扰,即调节一台变频器的电位器对另一台变频器的频率有影响,反过来也一样 。 开始我们认为是电位器及控制线故障,排除这种可能后,断定是谐波干扰引起 。
解决办法,把其中一只电位器移到其他柜体固定,且引线用屏蔽信号线,结果干扰减弱 。 为了彻底抑制干扰,重新加工一个电控柜,并与原柜体一定距离放置,把其中的一台变频器移到该电控柜,相应的接线及引线作必要的改动,这样处理后,干扰基本消除,故障排除 。
6,3 抑制谐波干扰实例
v 例 4,某变频控制系统,切换两 套机泵,原先 机泵是 靠自耦 降压启 动工频运行正常,现改为变频 运行,虽能实 现调频 减速功 能,但 变频器 输出端到电动机间的输出线严 重发热,电动 机外壳 温升加 重,经 常出现 保护跳闸 。 这是由于变频器输 出电压 和电流 信号中 包含 P W M 高次 谐波,而谐波电流在输出导线和电动 机绕线 上形成 附加功 率损耗 。
解决办法,把变频器输入 线与输 出线分 开,分 别走各 自的电 缆沟,选用大一号截面的电缆换原先 电缆,输出端 与电动 机之间 的电缆 长度尽 可能短 。 这样处理后,发热故 障排除 。
七 控制柜设计时的 E MC 原则
v 设计控制柜体时要注意 E M C 的区域原则,把不同的设备规划在不同的区域中 。 每个区域对噪声的发射和抗扰度有不同的要求 。 区域在空间上最好用金属壳或在柜体内用接地隔板隔离 。
七 控制柜设计时的 E MC 原则七 控制柜设计时的 E MC 原则
v 由于散热,安装按钮,开 关等原 因,需 要在屏 蔽体上 开圆形,正方 形或矩形的孔洞,如图 所示,这时应注意孔的方向,以保 证涡流 能在材 料中的均匀分布 。
7,1 屏蔽联接方法的实例
7,1 屏蔽联接方法的实例
v 屏蔽通过屏蔽夹子与屏蔽 金属板 连接实 现
7,1 屏蔽联接方法的实例
7,2 电缆的安装,布局电缆的布局
,基本原则信号电缆 管线和电源电缆管线排线时近最大可能排得远一些,
如果不可能使电缆保持适当的距离,则必须使用屏蔽良好的屏蔽电缆和接地良好的电缆管道 ( 用金属制成 ) 。
7,2 电缆的安装,布局
v 电缆的安装
v 在控制柜内的所有电缆都 应该尽 量安排 在距离 金属外 壳部件 近一些 的位置 。 ( 例如,控制柜面板,安装板,横梁,金属 导轨 ) 。 干 扰可以 在被安排好的很长的自由空间内 偶合掉 ( 天 线效应 ) 。
v 信号电缆与电源电缆可以 交叉,但绝对 不要相 互并行 布局安 装,信号电缆
/ 数据电缆与功率电缆和电 源电缆 要分别 排线 ( 避 免偶合 路径 ),在 电柜中的最小距离,20 mm,如有必 要,采 用接地 的隔离 部件 。
7,2 电缆的安装,布局
v 信号电缆必须远离那些能 产生严 重的磁 场干扰 信号的 设备,例如电 机,
变压器等 。
v 只要有可 能,所有的信 号电 缆 / 数据 电缆 都应该在 同一 水平高度 进入 电柜,
例如,都在电柜的底部进 入 。
v 避免使用多余长度的电缆,包括 备用部 分 。
v 信号电缆,尤其是设定值 和实际 值电缆,安装 时不能 被中断 。 务必 要确保在中断位置的屏蔽延续 。
v 在遇到屏蔽电缆的芯线断 开时,必须确 保屏蔽 联接的 延续性
7,2 电缆的安装,布局
v 必须用金属电缆支架托住电缆 。
v 各个电缆支架连接处必须导通相连 。
v 各个电缆支架必须接地 。
7,3 电缆的保护
v 保护电缆和插座勉遭机械损坏 。 例如,利用电缆护管或护套 。
v 采取防护措施以避免油污,冷却液,加工切削碎片从插座线渠和外壳渗透进入 。
v 在实际使用中遇有拖拽电缆的情况时,一定要使用特殊电缆 。
八 P L C 系 统 信 号 的 干 扰 与 防 范
v 随着工业设备自动化控制技术的发展,可编程控制器 ( P LC )
在工业设备控制中的应用越来越广泛 。 P LC 控制系统的可靠性直接影响到企业的安全生产和经济运行,系统的抗干扰能力是关系到整个系统可靠运行的关键 。
8,1 电 磁 干 扰 类 型 及 其 影 响
v 干扰类型通常按干扰产生的原因,噪声干扰模式和噪声波形性质来划分 。 按噪声产生的原因不同,分为放电噪声,浪涌噪声,高频振荡噪声等 ； 按噪声的波形,性质不同,可分为持续噪声,偶发噪声等 ； 按噪声干扰模式不同,分为共模干扰和差模干扰 。
v 共模干扰和差模干扰是一种比较常用的分类方法
8,1 电 磁 干 扰 类 型 及 其 影 响
8,1,1 共 模干 扰共 模 干 扰 系 指 电 源 相 线 对 大 地,或 中 线 对大 地 之间 的 电 位差 。
雷 电 引 起 的 瞬 间 过 电 压 是 属 于 共模 干 扰负载干扰干扰电流
8,1 电 磁 干 扰 类 型 及 其 影 响
8,1,2 差 模干 扰差 模 干 扰 存 在 于 电 源 相 线 之 间,或 相 线 和中 线 之间,它 是载 流 导体 之间 的 电 位 差 。
连 接 在 电 源 线 上 的 电 气 设 备 的 O N / O F F 所 产生 的 浪 涌电 压 是属 于 差模 干扰 。
干扰电流负载干扰
8,1 电 磁 干 扰 类 型 及 其 影 响
v 共模电压通过不对称电路可转换成差模电压,影响测控信号,
造成元器件损坏 ( 这就是一些系统 I / O 模件损坏率较高的主要原因 ),这种共模干扰可为直流,亦可为交流 。
v 差模干扰是指作用于信号两极间的干扰电压,主要由空间电磁场在信号间耦合感应及由不平衡电路转换共模干扰所形成的,这种干扰叠加在信号上,直接影响测量与控制精度 。
8,2 电 磁 干 扰 的 主 要 来 源
v 8,2.1 来自空间的辐射干扰
v 空间的辐射电磁场 ( E M I ) 主要由电力网络,电气设备,雷电,
高频感应加热设备,大型整流设备等产生,通常称为辐射干扰,其分布极为复杂 。 其影响主要通过两条途径,一是对
P LC 通讯网络的辐射,由通讯线路的感应引入干扰 ； 二是直接对 P L C 内部的辐射,由电路感应产生干扰 。
8,2 电 磁 干 扰 的 主 要 来 源
v 8,2.2 传导干扰
v ( 1) 来自电源的干扰
v 在工业现场中,开关操作浪涌,大型电力设备的起停,
交直流传动装置引起的谐波,电网短路暂态冲击等均能在电网中形成脉冲干扰 。 P L C 的正常供电电源均由电网供电,因而会直接影响到 P L C 的正常工作 。 由于电网覆盖范围广,它将受到所有空间的电磁干扰而产生持续的高频谐波干扰 。 特别在断开电网中的感性负载时产生的瞬时电压峰值是额定值的几十倍,其脉冲功率足以损坏 P L C 半导体器件,并且含有大量的谐波可以通过半导体线路中的分布电容,绝缘电阻等侵入逻辑电路,引起误动作 。
8,2 电 磁 干 扰 的 主 要 来 源
v ( 2) 来自信号传输线上的干扰
v 除了传输有效的信息外,P L C 系统连接的各类信号传输线总会有外部干扰信号的侵入 。 此干扰主要有 2 种途径,
v ① 通过变送器供电电源或共用信号仪表的供电电源串人的电网干扰 ；
v ② 信号线上的外部感应干扰,其中静电放电,脉冲电场及切换电压为主要干扰来源 。 由信号线引入的干扰会引起 I ／
O 信号工作异常和测量精度大大降低,严重时将引起元器件损伤 。 若系统隔离性能较差,还将导致信号间互相干扰,引起共地系统总线回流,造成逻辑数据变化,误动作甚至死机 。
8,2 电 磁 干 扰 的 主 要 来 源
v 8,2.3 地电位的分布干扰
v P LC 控制系统的地线包括系统地,屏蔽地,交流地和保护地等 。 地电位的分布干扰主要是各个接地点的电位分布不均,
不同接地点间存在地电位差,从而引起了地环路电流,该电流可能在地线上产生不等电位分布,影响 P L C 内逻辑电路和模拟电路的正常工作 。
8,2 电 磁 干 扰 的 主 要 来 源
v 8,2.4 P LC 系统内部产生的干扰
v 产生这种干扰的主要原因是系统内部元器件及电路间的相互电磁辐射 。 如逻辑电路相互辐射及其对模拟电路的影响 ； 模拟地与逻辑地的相互影响及元器件间的相互不匹配使用等 。
8,3 提高系统抗干扰能力的硬件措 施
v 8,3,1 供电电源
v 电源波动造成的电压畸变 或毛刺,将对 P LC 及 I ／ O 模 块产生 不良影 响 。
据统计分析,P LC 系统的干扰 中有 7 0 ％ 是 从电源 耦合进 来的 。 为了抑 制干扰,保持电压稳定,常 采用以 下几种 抗干扰 方法,
v ( 1) 使用隔离变 压器衰 减从电 源进线 的高频 干扰信 号,输 入,输 出线应 用双绞线以抑制共模干扰 。 其屏蔽 层接地 方式不 同,对 干扰抑 制的效 果也不一样,一般做法是将初,次级 屏蔽层 均接地 。
8,3 提高系统抗干扰能力的硬件措 施
v ( 2) 用低通滤波器抑制高次谐波 。 低通滤波器的内部电容上电感组合方式不同,其高次谐波的抑制效果也有一定区别 。 另外其电源输入,输出线应分隔开,屏蔽层应可靠接地 。 一般是在电源系统中既使用滤波器又使用隔离变压器,但要注意先将滤波器接人电源再接隔离变压器 。
8,3 提高系统抗干扰能力的硬件措 施
8,3 提高系统抗干扰能力的硬件措 施
v 8,3.2 接地良好的接地是保证 P L C 可靠工作的重要条件之一,可以避免偶然发生的电压冲击危害 。
8,3 提高系统抗干扰能力的硬件措 施
v 8,3.3 输入信号的抗干扰
v 输入信号的输入线之间的差模干扰可以利用输入模块滤波来减小干扰,而输入线与大地间的共模干扰可通过控制器的接地来抑制 。 在输入端有感性负载时,为了防止电路信号突变而产生感应电势的影响,可采用硬件的可靠性容错和容差设计技术,对于交流输入信号,可在负载两端并联电容 C 和电阻 R,对于直流输入信号,可并接续流二极管 D 。 一般负载容量在 1 0 V A 以下时,应选 C 为 0,1 μF,R 为 1 20,当负载容量在 1 0V A 以上时,应选 C 为 0,4 7μ F,R 为 47 。
8,3 提高系统抗干扰能力的硬件措 施
v （ a ） 交流输入 （ b ） 直流输入
v 输入信号的抗干扰设计
8,3 提高系统抗干扰能力的硬件措 施
v 8,3,4 输出电路的抗干 扰对于 P LC 系统为开关量输出,可有继 电器输 出,晶 体管输 出,晶 闸管输出三种形式 。 具体选择要 根据负 载要求 来决定 。 若负 载超过 了 P LC 的输出能力,应外接继电器或 接触器,才可 正常工 作 。
v P LC 输出端子若接有感性负载,输出 信号由 OFF 变 为 O N 或从 ON 变为
OFF 时都会有某些电量的 突变而 可能产 生干扰,故应 采取相 应的保 护措施,以保护 P LC 的输出触点,对于直 流负载,通常 是在线 圈两端 并联续流二极管 D,二极管应尽可 能靠近 负载,二极管 可为 1 A 的管子 。 对于交流负载,应在线圈两端并 联 R C 吸 收电路,根据 负载容 量,电 容可取 0,1 -
0,47 μ F,电阻可取 47 - 12 0,且 R C 尽 可能靠 近负载 。 如图 4 所示 。
8,3 提高系统抗干扰能力的硬件措 施
v 图 4 PL C 输出触点的保护
8,3 提高系统抗干扰能力的硬件措 施
v 8,3.5 外部配线的抗干扰设计
v 外部配线之间存在着互感 和分布 电容,进行信 号传送 时会产 生窜扰 。 为了防止或减少外部配线的 干扰,交流输 入,输 出信号 与直流 输入,输出信号应分别使用各自的电 缆 。 集 成电路 或晶体 管设备 的输入,输出 信号线要使用屏蔽电缆,屏蔽 电缆在 输入,输出侧 要悬空,而要 在控制 器侧要接地 。 配线时在 30 米 以下的 短距离,直流 和交流 输入,输出信 号线最好不要使用同一电缆,如 果要走 同一配 线管时,输入 信号要 使用屏 蔽电缆 。 如图 5 所示 。 30 - 30 0 米距 离的配 线时,直流和 交流输 出,输 入信号线要分别使用各自电缆,并且输 入信号 线一定 要用屏 蔽线 。 对于 3 00 米以上长距离配线时,则可 用中间 继电器 转换信 号,或 使用远 程 I / O 通道 。
对于控制器的接地线要与 电源线 或动力 线分开,输入,输出 信号线 要与高电压,大电流的动力线 分开配 线 。
8,3 提高系统抗干扰能力的硬件措施
v 图 5 屏蔽电缆处理法九 仪 表 的 干 扰 来 源 及 抗 干 扰 措 施
v 仪表在工业生产的现场使用条件常常是很复杂的,被测量的参数又往往被转换成微弱的低电平电压信号,并通过长距离传输至二次表或者计算机系统 。 因此除了有用的信号外,经常会出现一些与被测信号无关的电压或电流存在 。 这种无关的电压或电流信号我们称之为,干扰,（ 也叫噪声 ）。
v 根据仪表输入端干扰的作用方式,可分为串模干扰和共模干扰 。 串模干扰是指叠加在被测信号上的干扰 ； 共模干扰是加在仪表任一输入端与地之间的干扰 。
九 仪 表 的 干 扰 来 源 及 抗 干 扰 措 施
v 9,1 干 扰 的 产 生
v 1) 电磁感应,也就是磁耦合 。 信 号源与 仪表之 间的连 接导线,仪表 内部的配线通过磁耦合在电路 中形成 干扰 。 像我们 在工程 中使用 的大功 率的变压器,交流 电机,高 压电 网等的周 围空 间中都存 在有 很强的交 变磁 场,
而仪表的闭合回路处在这 种变化 的磁场 中将会 产生感 应电势
v 2) 静电感应,也就是电的耦合 。 在相对 的两物 体中,如其一 的电位 发生变化,则由于物体间的电 容使另 一物体 的电位 也发生 变化 。 干扰源 是通过电容性的耦合在回路中 形成干 扰 。 它 是两电 场相互 作用的 结果 。
九 仪 表 的 干 扰 来 源 及 抗 干 扰 措 施
v 3 ) 附加热电势和化学电势,主要是由于不同金属产生的热电势以及金属腐蚀等原因产生的化学电势,当它处于电回路时会成为干扰,这种干扰大多以直流的形式出现 。 在接线端子板或是干簧继电器等处容易产生热电势 。
4 ) 振动 。 导线在磁场中运动时,会产生感应电动势 。 因此在振动的环境中把信号导线固定是很有必要的 。
以上这 4 种干扰都是和信号串联,也就是以串模干扰的形式出现 。
九 仪 表 的 干 扰 来 源 及 抗 干 扰 措 施
v 5) 不同地 电 位引入的 干扰 。 在大地 中,各个不同 点之 间往往存 在电 位差 。
尤其在大功率的用电设备 附近,当这些 设备的 绝缘性 能较差 时,这 一电位差更大 。 而在仪表的使 用中往 往又会 有意或 无意的 是输入 回路存 在两个以上的接地点 。 这样就 会把不 同接地 点的电 位差引 入仪表,这种 地电位差有时能达 1~ 1 0 伏以 上,它 是同时 出现在 两根信 号导线 上 。
九 仪 表 的 干 扰 来 源 及 抗 干 扰 措 施
v 9,2 干 扰 的 抑 制
v 在了解了各种不同的干扰源之后,我们就可以针对不同的情况采取对应的措施加以消除或避免 。 因为所有的干扰源都是通过一定的耦合通道而对仪表产生影响,因此我们可以通过切断干扰的耦合通道来抑制干扰 。
通常采用的方式有信号导线的扭绞,屏蔽,接地,平衡,滤波,隔离等各种方法,一般我们会同时采取多种措施 。
九 仪 表 的 干 扰 来 源 及 抗 干 扰 措 施
v 1) 串模干扰的抑制串模干扰与被测信号所处 的地位 相同,因此一 旦产生 串模干 扰,就 不容易消除 。 所以应当首先防 止它的 产生 。 防止串 模干扰 的措施 一般有 以下这些,
* 信号导线的扭绞 。 由于把信号导线 扭绞在 一起能 使信号 回路包 围的面积大为减少,而且是两根 信号导 线到干 扰源的 距离能 大致相 等,分 布电容也能大致相同,所以能 使由磁 场和电 场通过 感应耦 合进入 回路的 串模干扰大为减小 。
* 屏蔽 。 为了防止电场的干扰,可以 把信号 导线用 金属包 起来 。 通常的做法是在导线外包一层金 属网 （ 或者铁 磁材料 ）,外 套绝缘 层 。 屏 蔽的目的就是 隔断,场,的 耦合,抑制各 种,场,的干 扰 。 屏蔽层需 要接 地,
才能够防止干扰 。
九 仪 表 的 干 扰 来 源 及 抗 干 扰 措 施
v 滤波 。 对于变化速度很慢的直流信号,可以在仪表的输入端加入滤波电路,以使混杂于信号的干扰衰减到最小 。 但是在实际的工程设计中,这种方法一般很少用,通常,这一点在仪表的电路设计过程中就已经考虑了 。
v
以上的几种方法是主要是针对与不可避免的干扰场形成后的被动抑制措施,但是在实际过程中,我们应当尽量避免干扰场的形成 。 譬如注意将信号导线远离动力线 ； 合理布线,减少杂散磁场的产生 ； 对变压器等电器元件加以磁屏蔽等等,
采取主动隔离的措施 。
九 仪 表 的 干 扰 来 源 及 抗 干 扰 措 施
v 2) 共模干扰的抑制由于仪表系统信号多为低 电平,因此,共模干 扰也会 使仪表 信号产 生畸变,带来各种测量的错误 。 防止 共模干 扰通常 采取的 措施如 下,
* 接地 。 通常仪表和信号源外壳为安 全起见 都接大 地,保 持零电 位 。 信号源电路以及仪表系统也 需要稳 定接地 。 但是 如果接 地方式 不恰当,将形成地回路导入干扰 。
v 另外,经常采用的抗干扰 措施还 有隔离,也是 通过阻 止干扰 回路的 形成来抑制干扰 。 这些方法的 作用是 叠加的 。 通常,我们 会采取 其中的 一种或几种方法来提高信号测 量的抗 干扰能 力 。
十 控 制 室 的 抗 干扰
v 电磁干扰是困扰控制系统正常运行的严重问题,在控制室内的控制系统往往会受到下列几种电磁干扰,
v 1 ） 工频磁场 它一般由周围工频电流产生的,极少量的是由附近变压器的漏磁通所产生 。
v 2 ） 直流磁场 它一般由周围的直流电流产生的,如生产规模为 4 3,0 0 0t / a 烧碱装置的离子膜电解槽,最大电流可达 1 1,25
万安培 。
十 控 制 室 的 抗 干扰
v 3 ） 脉冲磁场 它是由雷击建筑物和其它金属构架 （ 包括天线杆,引下线,接地体和接地网 ） 以及在低压,中压和高压电力系统中因故障的起始暂态产生的,也可以在高压变电所,
因断路器切合高压母线和高压线路时产生 。 它的波前时间和半波时间都是微秒级的 。
十 控 制 室 的 抗 干扰
v 4 ） 射频电磁场 对讲机,手机等各种发射机,以及周围的电焊机,晶闸管整流器,荧光灯等都会产生这种电磁辐射,影响在控制室内的控制系统的正常运行 。 它的频率范围一般指
1 5 0k H z - 1 00 0 M H z 。
v 5 ） 阻尼振荡磁场 如控制室附近有高压变电所的话,那么当隔离刀闸切合高压母线时,就会产生衰减的振荡磁场 。 其频率范围为 3 0k H z - 1 0 M H z 。
v 上述几种磁场的影响以雷电电磁干扰的威胁为最 。
十 控 制 室 的 抗 干扰
v 防护措施
v 等电位连接为了保证控制内控制系统各种设备和操作人员的安全,防止雷电电涌人侵损坏计算机设备,等电位连接是重要的防护措施 。 等电位连接是将控制室内的各类电源设备,网络设备,
计算机设备和分开的导电装置用等电位连接导体连接,以减少装置与所在建筑物金属构件之间或装置与装置之间因雷电产生的电位差 。 利用钢筋混凝土结构的建筑物中所有金属构件的多重连接,能够建立一个三维连接的等电位网络 。
十 控 制 室 的 抗 干扰屏蔽
v 屏蔽是利用各种金属屏蔽体来阻挡和衰减施加在控制系统设备上的电磁干扰或过电压能量 。 对控制系统来说具体可分为建筑物屏蔽,设备屏蔽和各种线缆 ( 包含管道 ) 的屏蔽 。 建筑物的屏蔽可利用建筑物的钢筋,金属构架,金属门窗,地板等均相互焊 ( 连 ) 接在一起 。 形成一个法拉第笼,并与地网可靠的电气连结,形成初级屏蔽网 。 设备的屏蔽应对计算机设备耐过电压水平调查的基础上,施行多级屏蔽 。
十 控 制 室 的 抗 干扰
综合接地
v 安全保护接地,直流工作接地,交流工作接地,防雷接地等共用一组接地装置时,其接地电阻按其中最小值确定 ； 若防雷接地单独设置接地装置时,其余接地共用一组接地装置,
其接地电阻不小于其中最小值,并应采用防地电位反击的等电位连接保护 。
v 电涌保护是电子设备防雷的主要手段,也是内部防雷保护的主要措施,成为综合防雷体系中的重要组成部分 。 控制网络系统加装有效可靠的电涌保护器,能有效地抑制电源线路和信号线路上因感应和传导而产生的过电压 。
十一 电气安装案例分析和不正确安装举 例
v 1 ) 实例 1,
v √ 良好的接地底板
v √ 进线电抗器
√ 柜体通风良好v
v √ 动力电缆和控制电缆分别走线
v X 没有滤波器十一 电气安装案例分析和不正确安装举 例
v 2 ) 实例 2,
v √ 接触器的吸收装置
v √ 良好的接地底板
√ 控制电缆采用屏蔽电缆v
v X 输入,输出,控制电缆没有分别走线十一 电气安装案例分析和不正确安装举 例
v 3) 实例 3,
v √ P R OFI B U S 屏蔽电缆
v √ 输入,输出动力电缆
v √ 输出电抗器 ( 长电缆运行 )
v √ E MC 滤波器与金属底板很好连接
v X 进线电缆和电机电缆在一起十一 电气安装案例分析和不正确安装举 例
v 4) 实例 4,
v √ 进线电抗器
v √ P R OFI B U S 独立的布线
v √ 制动电阻十一 电气安装案例分析和不正确安装举 例
v 5) 实例 5:
v X 由于很差的接地和交叉的电缆,
滤波器的滤波作用很小 。
v X 没有按 E MC 的分区规则进行设计 。
v X 电缆线互相交叉,
增强了 E MI 相互干扰 。
十一 电气安装案例分析和不正确安装举 例
v 6) 实例 6:
v X 布线乱,产出交叉干扰十一 电气安装案例分析和不正确安装举 例
v 7) 实例 7:
v X 变频器环形接地,在地线上产出干扰接地线要短而粗十一 电气安装案例分析和不正确安装举 例
v 8) 实例 8:
v X 信号线与动力电缆在同一电缆槽中十一 电气安装案例分析和不正确安装举 例
v 9) 实例 9:
v 损坏 P LC 模拟量口
v X 模拟量电缆和动力电缆同一电缆槽十一 电气安装案例分析和不正确安 装举例
v 10 ) 实例 10,
v X 用户选用电缆太长
v X 电缆没有正确屏蔽
v X 接线混乱十一 电气安装案例分析和不正确安 装举例
v 11 ) 实例 11,
v X 控制柜设计太差,防尘,防油等于零
v X 所有信号线全部没有屏蔽接地谢谢大家 ！
v
电磁兼容性 （
E M C
，
E l e ct r o M a gn etic C omp ati bi l i t y
） 是指电器,电子产品能在规定的电磁环境中正常工作,并不对该环境中其他产品产生过量的电磁干扰 （
E M I
，
E l ec t r o -
M ag n e t i c I nt e r f er en ce
）。 这里包含着两个方面的要求,其一是要求产品对外界的电磁干扰具有一定的承受能力 ； 其二是要求产品在正常运行过程中,该产品对周围环境产生的电磁干扰不能超过一定的限度 。
一 电磁兼容性概念
v 我国颁布的,电磁兼容性,国家标准中,对电磁兼容性做出如下定义,,设备或系统在其电磁环境中能正常工作且不对该环境中的任何事物构成不能承受的电磁干扰 。,显然电磁兼容性含有双重含义,抗干扰性和干扰性 。
二 E MC 相关专用名词基 本概念
v 1,电磁环境 e l e ct r o m ag ne t i c en vi r on m en t
存在于给定场所的所有电磁现象的总和 。
2,电磁噪声 e l e ct r o m ag ne t i c no i se
一种明显不传送信息的时变电磁现象,它可能与有用信号叠加或组合 。
3,无用信号 u n w a n t ed si g na l,un d es i r e d si gn al
可能损害有用信号接收的信号 。
4,干扰信号 i n t e r f er i n g si gn a l
损害有用信号接收的信号 。
二 E MC 相关专用名词基 本概念
v 5,电磁骚扰 e l e ct r o m ag ne t i c di st ur ba n ce
任何可能引起装置,设备或系统性能降低或者对有生命或无生命物质产生损害作用的电磁现象 。（ 【 注 】,电磁骚扰可能是电磁噪声,无用信号或传播媒介自身的变化 ）
6,电磁干扰 e l e ct r o m ag ne t i c i nt er f e r e nc e （ E M I ）
电磁骚扰引起的设备,传输通道或系统性能的下降 。
7,（ 电磁 ） 发射 （ el e ct r o m ag ne t 1c ） em i ssi on
从源向外发出电磁能的现象 。
二 E MC 相关专用名词基 本概念
v 8,（ 无线电通信中的 ） 发射 em i ssi on （ i n
r ad i o co m m u n i ca t i on ）
由无线电发射台产生并向外发出无线电波或信号的现象 。
9,（ 电磁 ） 辐射 （ el e ct r o m ag ne t i c ） r ad i at i on
a,能量以电磁波形式由源发射到空间的现象 。
b,能量以电磁波形式在空间传播 。
v 【 注 】,,电磁辐射,一词的含义有时也可引申,将电磁感应现象也包括在内 。
二 E MC 相关专用名词基 本概念
v 1 0,系统间干扰 i n t er - syst e m i n t er f e r en ce
由其它系统产生的电磁骚扰对一个系统造成的电磁干扰 。
1 1,系统内干扰 i n t r a - syst e m i n t er f e r en ce
系统中出现的由本系统内部电磁骚扰引起的电磁干扰 。
1 2,自然噪声 n atur al no i se
来源于自然现象而非人工装置产生的电磁噪声 。
1 3,人为噪声 m a n - m a de n oi se
来源于人工装置的电磁噪声 。
二 E MC 相关专用名词基 本概念
v 14,（ 性能 ） 降低 de gr ad at ion （ of pe r f or man c e ）
装置,设备或系统的工作性能与 正常性 能的非 期望偏 离 。
15,（ 对骚扰的 ） 抗扰性 im mun it y （ t o a dis t ur ba nc e ）
装置,设备或系统面临电磁骚扰不 降低运 行性能 的能力 。
16,（ 电磁 ） 敏感性 （ e lec t r om ag n et ic ） s u s c ep t ibilit y
在存在电磁骚扰的情况下,装置,设备或 系统不 能避免 性能降 低的能力 。
v 【 注 】,敏感性高,抗扰 性低 。
二 E MC 相关专用名词基 本概念
v 1 7,静电放电 e l e ct r o st at i c d i sch ar ge （ E S D ）
具有不同静电电位的物体相互靠近或直接接触引起的电荷转移 。
v 1 8 电压变化与闪烁
1 8,1 电压变化 vol t ag e cha n g e
在一定但非规定的时间间隔内电压均方很值或峰值在两个相邻电平问的持续变动 。
1 8,2 相对电压变化 r el a t i ve vo l t ag e ch an ge
电压变化的幅值与额定电压值之比二 E MC 相关专用名词基 本概念
v 1 8,3 电压变化持续时间 du r a t i on of a vo l t ag e cha ng e
电压由初值增大或减小至终值所经历的时间间隔 。
1 8,4 电压变化时间间隔 vo l t a g e ch an ge i nt er val
从一个电压变化的起始点到另一个电压变化的起始点所经历的时间间隔 。
1 8,5 电压波动 vol t ag e f l uc t u a t i o n
一连串的电压变化或电压包络的周期性变化 。
1 8,6 电压波动波形 vo l t ag e f l uc t ua t i o n w ave f or m
作为时间函数的峰值电压包络 。
二 E MC 相关专用名词基 本概念
v 1 8,7 电压波动幅度 m ag ni t ud e o f a vol t ag e f l uc t at i o n
电压波动期间,均方根值或峰值电压的最大值与最小值之差 。
1 8,8 电压变化发生率 r a t e of o ccu r e n ce o f vo l t ag e ch a ng es
单位时间内电压变化出现的次数 。
1 8,9 电压不平衡 vo l t a g e un ba l an ce,vol t ag e i m ba l an ce
多相系统中的一种状态,在这种状态下,相电压均方很值或邻相之间的相角不相等 。
二 E MC 相关专用名词基 本概念
v 1 8,1 0 电压瞬时跌落 vo l t ag e d i p
电气系统某一点的电压突然下降,经历几周到数秒的短暂持续期后又恢复正常 。
1 8,1 1 电压浪涌 vol t a ge su r g e
沿线路或电路传播的瞬态电压波 。 其特征是电压快速上升后缓慢下降 。
1 8,1 2 闪烁 f l i cke r
亮度或频谱分布随时间变化的光刺激所引起的不稳定的视觉效果 。
二 E MC 相关专用名词基 本概念
v 1 8,1 3 闪烁计 f l i cke r m e t er
用来测量闪烁量值的仪表 。
1 8,14 视觉停闪频率 f us i o n f r e q ue n cy
刺激视觉的交变频率,在一组给定条件下,高于这一频率的闪烁是感觉不到的 。
注,视觉停间频率亦称临界闪烁频率 （ cr i t i ca l f l i cker
f r e qu en cy ）。
二 E MC 相关专用名词基 本概念
v 1 9 3 C 认证
v,３ Ｃ,认证即,中国强制认证,,英文名称为,Ｃｈｉｎ
ａ Ｃｏｍ ｐｕｌｓｏｒｙ Ｃｅ ｒｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ,,
英文缩写为,ＣＣＣ,。 目前的,ＣＣＣ,标志分为四类,
每类标志有大小五种规格 。
１ ）, Ｓ 标志 安全类型的标志
２ ）, ＥＭＣ 标志 电磁兼容类认证标志
３ ）, Ｓ＆Ｅ 标志 安全与电磁兼容认证标志
４ ）, Ｆ 标志 消防认证标志三 E MC 技术的发展动态
v 电磁兼容,是与电磁环境密切相关的一门综合性极强的边缘科学 。 主要以电气,电子科学理论为基础,研究并解决各类电磁污染问题 。 其理论基础包括数学,电磁场微波理论,天线与电波传播,电路理论,信号分析,通讯理论,材料科学,
生物医学,电子对抗,通信地质工程等等,可以说电磁兼容技术是一个正在不断发展的新型综合性学科,也是一门工程性极强的应用技术 。
三 E MC 技术的发展动态
v 电磁兼容技术研究有 2 个 特点,
v a,涉及范围较广,包括自然 界中各 种电气 电磁干 扰,以 及各种 电器,电子设备的设计,安 装和各 系统之 间的电 磁干扰 等 ；
v b,技术难度大,因为干扰源 日益增 多,传 播的途 径也是 多种多 样的,在军工,电力,通讯,交通 和工矿 企业普 遍存在 电磁干 扰问题 。 电磁干扰对系统和设备是非 常有害 的,在 电力系 统供电 网络中,用户 的大功率电弧炉产生的冲击负 荷,倘 若在设 计中没 有考虑 电磁兼 容,将 有可能给电网造成很大冲击,会增大 电网电 磁对电 力系统 设备和 用户电 器设备可能带来的潜在危害 。
四 我国 E MC 及其标准的发展
v 我国对 E M C 的研究,与其它科学技术相比,滞后国外发达国家的程度更为严重 。 19 7 8 年全国科技大会后,国家科技部,
原电力部,邮电部,电子部都先后投入较大力量加大了 E M C
的研究步伐,成立了一系列与 E M C 有关的学术组织,制定出等同或等效采用了 I E C,C I S P R 等国际组织的 E M C 标准 。
四 我国 E MC 及其标准的发展
v 改革开放以来,我国从国外引进了许多设备,同时也有许多产品出口到世界各国,因此在 E M C 标准的实施上就需要有一个共同的规范 。 1 9 94 年在全国无线电干扰委员会和国内
TC 7 7 归口工作基础上,及时成立了全国电磁兼容标准化联合工作组,全面规划以 I E C 6 1 0 00 系列为主的电磁兼容标准体系和具体目标,19 99 年陆续制订出一批等同或等效采用
I E C 6 1 0 0 0 的国家标准并绝大部分为强制执行,以解决电气,
电子设备制造部门和用户的急需,同时也为规范我国 E M C 认证体系提供了依据 。
五 线 缆 的 静 电 屏 蔽 和 电 磁 屏 蔽
v 电缆之所以重要是因为它不仅是控制系统中最长的部分,容易通过近场的耦合对控制系统产生干扰 ； 而且它还类似于一根拾取和辐射噪声的高效天线 。
我们将讨论与此有关的三种类型的耦合,
1 ） 电容性耦合 。 它起源于线路间电场的相互作用 。
2 ） 电感性耦合 。 它起源于线路间磁场的相互作用 。
3 ） 电磁场耦合 。 它是电场和磁场相结合的混合作用的耦合 。
故也被称为电磁耦合或辐射耦合 。
5,1 电容性耦合噪声和其抑制方法
5,1,1 耦 合 机 理两 导 线 间 的 电 容 性 耦 合 如 图 所 示 。 C
s
为噪 声 导 体 （ 如 电源 线 ）
和 受 感 应 导 体 （ 如 信 号 线 ） 间的 分 布电 容,C
L
为 受 感应 导 体的 对 地电 容,R
L
为 受 感 应 导体 的 总电 阻 值,Z 为 C
L
和 R
L
的 并 联阻 抗 。 U
S
为 噪声 电 压,设 U
n
为 感 应的 噪 声电 压 。
噪 声导 体
C
S
噪 声电 压
U
S
受 感 应导 体
C
L
R
L
U n 并 联 阻抗 Z
5,1 电容性耦合噪声和其抑制方法利 用 C s 和 Z 之 间 的 分 压 公 式 就 可 以 求 出 在 受 感 应 导 体 和 地之 间 产 生 的 噪 声 电 压 U n 为,
当 噪 声 电 压 的 频 率 较 低 时,阻 抗 R L 远 小 于 C L 和 C s 的 阻 抗 时,
则 为,
感 应 的 噪 声 电 压 U n 正 比 于 噪 声 源 的 频 率 f,受 感 应 导 体 的 总 电阻 值 R
L
,受 感 应 导 体 的 对 地 电 容 C
L
以 及 噪 声 电 压 U
S
。
5,1 电容性耦合噪声和其抑制方法当噪声电压的频率较高时,R
L
阻抗远大于 C
L
和 C
s
的阻抗时,则为,
因为 C
L
远大于 C
s
,所以上式又可简化为
5,1 电容性耦合噪声和其抑制方法
5.1.2 电容性耦合的抑制措施电容性耦合噪声的大小,正比于下列因素,
1 ） 噪声电压 ；
2 ） 噪声频率 ；
3 ） 两导体间的分布电容 ；
4 ） 受感应体的对地阻抗 。
上述的诸因素中,噪声电压,噪声频率,受感应体的总电阻值往往是不可控的 。 所以抑制电容性耦合的最基本方法是减少与噪声导体间的分布电容 。 而减少两导体间的分布电容的最简单的方法就是加大与噪声导体之间的距离 。
但有时候受条件限制,无法用加大与噪声导体之间的距离来减少两导体间的分布电容时,此时采用静电屏蔽的方法是十分有效的 。
5,1 电容性耦合噪声和其抑制方法
v 5,1,3 屏 蔽对电 容性耦 合的影 响噪 声导 体受 感 应导 体分 布电 容 C
S
噪 声电 压 U
S
屏 蔽 层对 地电 容 C
L
C es
5,1 电容性耦合噪声和其抑制方法
5,1,3 屏蔽对电容性耦合的影响当受感应导线的外层包了屏蔽层后 ( 见图 ),前面所 述的感 应的噪声电压 U n 便作用在屏蔽层上 。
如果屏蔽层不接地,受感应导体 和屏蔽 层之间 的分布 电容 C e s 上没有电 流,则 受感应 导体上接受到的噪声电压就是屏蔽体上所 感应的 噪声电 压 。
如果屏蔽体接地,因为屏蔽层上 的电压 为零,所以受 感应导 体上的 噪声电 压也为 零 。
由于受感应导线不可能全部封闭 在屏蔽 体内 （ 包括导 体两端 外露和 编织屏 蔽层的 空隙 ）,
所以实际情况要复杂一些 。
为了获得良好的电场屏蔽,需要 做到,
1 ） 最大限度的减小中心导线延伸到屏蔽 之外部 分的长 度 ；
2 ） 为屏蔽层提供一个良好的接地 。
5,1 电容性耦合噪声和其抑制方法
v 如果我们将噪声导体进行屏蔽并接地,同样可以起到抑制电场耦合的作用 。 所以在工业现场,无论是电源电缆,或者是信号电缆,都应采用屏蔽型电缆 。
5,2 电感性耦合噪声和其抑制方法
5.2.1 耦合机理从物理学可知,线圈切割磁力线会感应出电动势 。 反之,
线圈不动,周围的磁力线发生变化,也同样会在线圈两端感应出电动势 。 所以一根导线,当流过它的电流大小发生变化时,在其周围就会产生出变化的磁场 。 若在这个交变的磁场中有另一个电路回路,就会在回路中感应出电动势 。 这两部分通过磁力线形成的耦合,其程度可用互感 M 来表示 。
5,2 电感性耦合噪声和其抑制方法
5,2 电感性耦合噪声和其抑制方法噪 声 源 电 压 为 U
i
,U
i
在 导 体 Z
1
回 路 上 产 生 的 电 流 为 I,则 在 Z
2
回路 上 产 生 的 感 应 电 压 为,
由 式 可 见,电 感 性 耦 合 的 噪 声 大 小 正 比 于
A,噪 声 源 回 路 的 电 流 I 变 化 率 d i/d t ；
B,互 感 M 。
一 般 而 言,噪 声 源 回 路 的 电 流 I 变 化 率 是 不 可 控 的,有 效 的 方 法 是 如 何 减小 互 感 M 。 减 小 互 感 M 的 方 法 有,
A,拉 开 回 路 之 间 的 耦 合 距 离,包 括 回 路 之 间 的 相 对 位 置 ；
B,尽 可 能 减 小 噪 声 回 路 和 感 应 回 路 的 环 路 面 积 ；
C,采 用 电 磁 屏 蔽,包 括 双 绞 电 缆 和 同 轴 电 缆 的 使 用 。
5,3 电磁场耦合噪声和其抑制方法
5,3,1 近 场 和 远 场 （ 感 应 场 和 辐 射 场 ）
辐 射 源 附 近 称 近 场,距 离 大 于 λ / 2 π （ λ 为 电磁 波 的波 长 ） 的地 方 称 远 场,这 是 一 种 约 定 。
波 长 和 传 播 速 度 以 及 频 率 的 关 系如 下 式 所示 。
λ = c / f
式 中,c - - 传 播 速度 （ 3 × m / s ） ；
f - - 频 率 （ H z ） 。
5,3 电磁场耦合噪声和其抑制方法在 近场 中,噪声一般是通过前述的电容性耦合和电感性耦合的方式传播到控制系统中去的 。
在 远场 中,对控制系统的干扰是通过能量向四方的辐射方式进行的 。
5,3 电磁场耦合噪声和其抑制方法由 上 述 可 知,在 近 场,干 扰 的耦 合 主要 是 通过 电 场,或 者 通过磁 场 。 而 在 远 场,辐 射 的 电 磁场 在 空间 的 传播 是 由 于电 场 和磁 场 的相 互 作 用 。
例 如,在 一 根 导 线 上 流 过 直 流 电 流,则 在 导线 周 围会 产 生 磁力线,而 沿 导 线 产 生 电 力 线 （ 即电 场 的方 向 和磁 场 的 方向 是 垂直 的 ） 。
这 样 就 产 生 了 磁 场 和 电 场 。 当电 流 发生 变 化,导 线 周围 的 磁场 和 电场 也 相 应 发 生 变 化,这 种 变 化在 空 间中 的 传播 就 是 电磁 波,它 的 传播 速 度 等 于 光 速 。
5,3 电磁场耦合噪声和其抑制方法
5,3,2 抑制电磁波传播的主要方法 —— 屏蔽抑 制 电 磁 波 传 播 的 主 要 方 法 就是 屏 蔽,远 场中 的 屏 蔽包 括 如下 两 个 方面,
1 ） 用 金 属 屏 蔽 体 把 电 磁 场 包 容 起 来,不 让 它向 外 扩散 ；
2 ） 对 受 干 扰 对 象 如 系 统,元 件,电缆 进 行 屏蔽,使之 不 受外 界 电 磁场 的影 响 。
屏 蔽 效 果 取 决 于
1 ） 频 率 ；
2 ） 屏 蔽 体 的 几 何 形 状 ；
3 ） 材 料 性 质 。
六 变频器的 E MC 规则及安装 规范
v 目前,随着我国经济的发展和科技的进步,工控设备的使用越来越广泛 。 特别是涉及到大的控制系统时,例如控制系统既有 P L C,数控系统,变频器又有仪表时 。 如果在系统设计和安装时,没有充分考虑电磁兼容的问题,小则造成设备不能稳定运行,大则造成设备的损坏 。 目前 E M C 已经成为系统故障的主要原因 。 E M C 的一条准则是,预防是最有效的,
最经济的方案,。 所以 E M C 已成为电气系统设计时必须重视的问题 。
6,1 变频器电磁兼容性
v 通常变频器能够运行在一个可能存在着较高电磁干扰 ( E M I )
的工业环境中,此时它即是噪声发射源,可能又是噪声接收器 。
6,1 变频器电磁兼容性
v 6,1.1 变频器作为噪声发射源
6,1 变频器电磁兼容性
6,1 变频器电磁兼容性
6,1 变频器电磁兼容性
v 6,1.2 变频器作为噪声接受器
6,1 变频器电磁兼容性
6,1 变频器电磁兼容性
v 变频器作为噪声接受器时,高频噪声电流 I s 可以通过电势和耦合电容进入变频器并且在阻抗 Zi 上产生一个压降,导致扰动噪声 。 为此最有效的方法是严格隔离噪声源和信号电缆,
且信号电缆的屏蔽一定要在两端接地 。
6,2 将变频器 E MC 影响减为最小的措施
v 确保传动柜中的所有设备接地良好,使用短和粗的接地线连接到公共接地点或接地母排上 。 特别重要的是,连接到变频器的任何控制设备 ( 比如一台 P L C ) 要与其共地,同样也要使用短和粗的导线接地 。 最好采用扁平导体 ( 例如金属网 ),因其在高频时阻抗较低 。
6,2 将变频器 E MC 影响减为最小的措施
6,2 将变频器 E MC 影响减为最小的措施
v 安装变频器时,建议安装板使用无漆镀锌钢板,以确保变频器的散热器和安装板之间有良好的电气连接 。
v 为有效的抑制电磁波的辐射和传导,变频器的电机电缆必须采用屏蔽电缆,屏蔽层的电导必须至少为每相导线芯的电导的 1 / 10 。
6,2 将变频器 E MC 影响减为最小的措施
v 控制电缆最好使用屏蔽电缆模拟信号和数字信号的传 输电缆 应该分 别屏蔽 和走线 。 不要 将 24 V D C 和
11 5/ 23 0V A C 信号共用同一条电缆槽 ！
6,2 将变频器 E MC 影响减为最小的措施
v 电机电缆应独立于其它电 缆走线,其最 小距离 为 50 0mm 。 和电 源电缆 交叉,应尽可能使它们按 9 0 度角 交叉 。
6,2 将变频器 E MC 影响减为最小的措施
v 干扰的隔离,从电路上把干扰源和易受干扰的部分隔离开来,
使它们不发生电的联系 。 在变频调速传动系统中,通常是电源和放大器电路之间电源线上采用隔离变压器以免传导干扰,
电源隔离变压器可应用噪声隔离变压器 。
6,2 将变频器 E MC 影响减为最小的措施
v 在系统线路中设置滤波器,抑制干扰信号从变频器通过电源线传导干扰到电源从电动机 。 为减少电磁噪声和损耗,在变频器输出侧可设置输出滤波器 ; 为减少对电源干扰,可在变频器输入侧设置输入滤波器 。 若线路中有敏感电子设备,可在电源线上设置电源噪声滤波器以免传导干扰 。 在变频器的输入和输出电路中,除了上述较低的谐波成分外,还有许多频率很高的谐波电流,它们将以各种方式把自己的能量传播出去,形成对其他设备的干扰信号 。 滤波器就是用于削弱频率较高的谐波分量的主要手段 。 根据使用位置的不同,可分为,
6,2 将变频器 E MC 影响减为最小的措施
v （ 1 ） 输入滤波器 通常又有两种,
a,线路滤波器 主要由电感线圈构成 。 它通过增大 线路在 高频下 的阻抗来削弱频率较高的谐 波电流 。
b,辐射滤波器 主要由高频电容器构成 。 它将吸收 掉频率 很高的,
具有辐射能量的谐波成分 。
（ 2 ） 输出滤波器 也由电感线圈构成 。 它可以有效 地削弱 输出电 流中的高次谐波成分 。 非但起到 抗干扰 的作用,且能 削弱电 动机中 由高次 谐波谐波电流引起的附加转矩 。 对于 变频器 输出端 的抗干 扰措施,必须 注意以下方面,
a,变 频 器的输出 端不 允许接入 电容 器,以免 在逆 变管导通 （ 关 断 ）
瞬间,产生峰值很大的充 电 （ 或 放电 ） 电流,损害逆 变管 ；
b,当输出滤波器由 lc 电路构成时,滤波器 内接入 电容器 的一侧,
必须与电动机侧相接 。
6,2 将变频器 E MC 影响减为最小的措施
v 采用电抗器在变频器的输入电流中频率较低的谐波分量 （ 5 次谐波,7 次谐波,1 1 次谐波,13 次谐波等所 ） 所占的比重是很高的,它们除了可能干扰其他设备的正常运行之外,还因为它们消耗了大量的无功功率,使线路的功率因数大为下降 。 在输入电路内串入电抗器是抑制较低谐波电流的有效方法 。 根据接线位置的不同,主要有以下两种,
6,2 将变频器 E MC 影响减为最小的措施
v （ 1 ） 交流电抗器 串联在电源与变频器的输入侧之间 。 其主要功能有,
a,通过抑制谐波电流,将功率因数提高至 （ 0.75 -
0,85 ）；
b,削弱输入电路中的浪涌电流对变频器的冲击 ；
c,削弱电源电压不平衡的影响 。
（ 2 ） 直流电抗器 串联在整流桥和滤波电容器之间 。 它的功能比较单一,就是削弱输入电流中的高次谐波成分 。 但在提高功率因数方面比交流电抗器有效,可达 0,9 5,并具有结构简单,体积小等优点 。
6,2 将变频器 E MC 影响减为最小的措施
v 进线电抗器串接在电源和变频器功率输入端之间 。 如果还使用了 R FI 滤波器,则 R F I 滤波器应串接在进线电抗器和变频器之间 。
v 提示,当对主电源电网的情况不了解时,建议最好加进线电抗器 ! !
6,3 抑制谐波干扰实例
v 例 1,某变频切换控制系统,变频器启动运行正常,而邻近液位计读数偏高,一次表输入 4 m A 时,液位显示不是下限值 ；
液位未到设定上限值时,液位计却显示上限,致使变频器接收停机指令,迫使变频器停止运行 。
这显然是变频器的高次谐波干扰液位计,干扰传播途径是液位计的电源回路或信号线 。 解决办法,将液位计的供电电源取自另一供电变压器,谐波干扰减弱,再将信号线穿入钢管敷设,并与变频器主回路线隔开一定距离,经这样处理后,
谐波干扰基本抑制,液位计工作恢复正常 。
6,3 抑制谐波干扰实例
v 例 2,某变频控制液位显示系统,液位计与变频器在同一个柜体安装,变频器工作正常,而液位计显示不准且不稳,起初我们怀凝一次表,二次表,信号线及流体介质有问题,更换所有这些仪表,信号电缆,并改善流体特性,故障依然存在,而这故障就是变频器的高次谐波电流通过输出回路电缆向外辐射,传递到信号电缆,引起干扰 。
v 解决办法,液位计信号线及其控制线与变频器的控制线及主回路线分开一定距离,且柜体外信号线穿入钢管敷设,外壳良好接地,故障排除 。
6,3 抑制谐波干扰实例
v 例 3,某变频控制系统,由两台变频器组成,且在同一柜体内,变频器调频方式均为电位器手调方式,运行某一台变频器时,工作正常,两台同时运行时,频率互相干扰,即调节一台变频器的电位器对另一台变频器的频率有影响,反过来也一样 。 开始我们认为是电位器及控制线故障,排除这种可能后,断定是谐波干扰引起 。
解决办法,把其中一只电位器移到其他柜体固定,且引线用屏蔽信号线,结果干扰减弱 。 为了彻底抑制干扰,重新加工一个电控柜,并与原柜体一定距离放置,把其中的一台变频器移到该电控柜,相应的接线及引线作必要的改动,这样处理后,干扰基本消除,故障排除 。
6,3 抑制谐波干扰实例
v 例 4,某变频控制系统,切换两 套机泵,原先 机泵是 靠自耦 降压启 动工频运行正常,现改为变频 运行,虽能实 现调频 减速功 能,但 变频器 输出端到电动机间的输出线严 重发热,电动 机外壳 温升加 重,经 常出现 保护跳闸 。 这是由于变频器输 出电压 和电流 信号中 包含 P W M 高次 谐波,而谐波电流在输出导线和电动 机绕线 上形成 附加功 率损耗 。
解决办法,把变频器输入 线与输 出线分 开,分 别走各 自的电 缆沟,选用大一号截面的电缆换原先 电缆,输出端 与电动 机之间 的电缆 长度尽 可能短 。 这样处理后,发热故 障排除 。
七 控制柜设计时的 E MC 原则
v 设计控制柜体时要注意 E M C 的区域原则,把不同的设备规划在不同的区域中 。 每个区域对噪声的发射和抗扰度有不同的要求 。 区域在空间上最好用金属壳或在柜体内用接地隔板隔离 。
七 控制柜设计时的 E MC 原则七 控制柜设计时的 E MC 原则
v 由于散热,安装按钮,开 关等原 因,需 要在屏 蔽体上 开圆形,正方 形或矩形的孔洞,如图 所示,这时应注意孔的方向,以保 证涡流 能在材 料中的均匀分布 。
7,1 屏蔽联接方法的实例
7,1 屏蔽联接方法的实例
v 屏蔽通过屏蔽夹子与屏蔽 金属板 连接实 现
7,1 屏蔽联接方法的实例
7,2 电缆的安装,布局电缆的布局
,基本原则信号电缆 管线和电源电缆管线排线时近最大可能排得远一些,
如果不可能使电缆保持适当的距离,则必须使用屏蔽良好的屏蔽电缆和接地良好的电缆管道 ( 用金属制成 ) 。
7,2 电缆的安装,布局
v 电缆的安装
v 在控制柜内的所有电缆都 应该尽 量安排 在距离 金属外 壳部件 近一些 的位置 。 ( 例如,控制柜面板,安装板,横梁,金属 导轨 ) 。 干 扰可以 在被安排好的很长的自由空间内 偶合掉 ( 天 线效应 ) 。
v 信号电缆与电源电缆可以 交叉,但绝对 不要相 互并行 布局安 装,信号电缆
/ 数据电缆与功率电缆和电 源电缆 要分别 排线 ( 避 免偶合 路径 ),在 电柜中的最小距离,20 mm,如有必 要,采 用接地 的隔离 部件 。
7,2 电缆的安装,布局
v 信号电缆必须远离那些能 产生严 重的磁 场干扰 信号的 设备,例如电 机,
变压器等 。
v 只要有可 能,所有的信 号电 缆 / 数据 电缆 都应该在 同一 水平高度 进入 电柜,
例如,都在电柜的底部进 入 。
v 避免使用多余长度的电缆,包括 备用部 分 。
v 信号电缆,尤其是设定值 和实际 值电缆,安装 时不能 被中断 。 务必 要确保在中断位置的屏蔽延续 。
v 在遇到屏蔽电缆的芯线断 开时,必须确 保屏蔽 联接的 延续性
7,2 电缆的安装,布局
v 必须用金属电缆支架托住电缆 。
v 各个电缆支架连接处必须导通相连 。
v 各个电缆支架必须接地 。
7,3 电缆的保护
v 保护电缆和插座勉遭机械损坏 。 例如,利用电缆护管或护套 。
v 采取防护措施以避免油污,冷却液,加工切削碎片从插座线渠和外壳渗透进入 。
v 在实际使用中遇有拖拽电缆的情况时,一定要使用特殊电缆 。
八 P L C 系 统 信 号 的 干 扰 与 防 范
v 随着工业设备自动化控制技术的发展,可编程控制器 ( P LC )
在工业设备控制中的应用越来越广泛 。 P LC 控制系统的可靠性直接影响到企业的安全生产和经济运行,系统的抗干扰能力是关系到整个系统可靠运行的关键 。
8,1 电 磁 干 扰 类 型 及 其 影 响
v 干扰类型通常按干扰产生的原因,噪声干扰模式和噪声波形性质来划分 。 按噪声产生的原因不同,分为放电噪声,浪涌噪声,高频振荡噪声等 ； 按噪声的波形,性质不同,可分为持续噪声,偶发噪声等 ； 按噪声干扰模式不同,分为共模干扰和差模干扰 。
v 共模干扰和差模干扰是一种比较常用的分类方法
8,1 电 磁 干 扰 类 型 及 其 影 响
8,1,1 共 模干 扰共 模 干 扰 系 指 电 源 相 线 对 大 地,或 中 线 对大 地 之间 的 电 位差 。
雷 电 引 起 的 瞬 间 过 电 压 是 属 于 共模 干 扰负载干扰干扰电流
8,1 电 磁 干 扰 类 型 及 其 影 响
8,1,2 差 模干 扰差 模 干 扰 存 在 于 电 源 相 线 之 间,或 相 线 和中 线 之间,它 是载 流 导体 之间 的 电 位 差 。
连 接 在 电 源 线 上 的 电 气 设 备 的 O N / O F F 所 产生 的 浪 涌电 压 是属 于 差模 干扰 。
干扰电流负载干扰
8,1 电 磁 干 扰 类 型 及 其 影 响
v 共模电压通过不对称电路可转换成差模电压,影响测控信号,
造成元器件损坏 ( 这就是一些系统 I / O 模件损坏率较高的主要原因 ),这种共模干扰可为直流,亦可为交流 。
v 差模干扰是指作用于信号两极间的干扰电压,主要由空间电磁场在信号间耦合感应及由不平衡电路转换共模干扰所形成的,这种干扰叠加在信号上,直接影响测量与控制精度 。
8,2 电 磁 干 扰 的 主 要 来 源
v 8,2.1 来自空间的辐射干扰
v 空间的辐射电磁场 ( E M I ) 主要由电力网络,电气设备,雷电,
高频感应加热设备,大型整流设备等产生,通常称为辐射干扰,其分布极为复杂 。 其影响主要通过两条途径,一是对
P LC 通讯网络的辐射,由通讯线路的感应引入干扰 ； 二是直接对 P L C 内部的辐射,由电路感应产生干扰 。
8,2 电 磁 干 扰 的 主 要 来 源
v 8,2.2 传导干扰
v ( 1) 来自电源的干扰
v 在工业现场中,开关操作浪涌,大型电力设备的起停,
交直流传动装置引起的谐波,电网短路暂态冲击等均能在电网中形成脉冲干扰 。 P L C 的正常供电电源均由电网供电,因而会直接影响到 P L C 的正常工作 。 由于电网覆盖范围广,它将受到所有空间的电磁干扰而产生持续的高频谐波干扰 。 特别在断开电网中的感性负载时产生的瞬时电压峰值是额定值的几十倍,其脉冲功率足以损坏 P L C 半导体器件,并且含有大量的谐波可以通过半导体线路中的分布电容,绝缘电阻等侵入逻辑电路,引起误动作 。
8,2 电 磁 干 扰 的 主 要 来 源
v ( 2) 来自信号传输线上的干扰
v 除了传输有效的信息外,P L C 系统连接的各类信号传输线总会有外部干扰信号的侵入 。 此干扰主要有 2 种途径,
v ① 通过变送器供电电源或共用信号仪表的供电电源串人的电网干扰 ；
v ② 信号线上的外部感应干扰,其中静电放电,脉冲电场及切换电压为主要干扰来源 。 由信号线引入的干扰会引起 I ／
O 信号工作异常和测量精度大大降低,严重时将引起元器件损伤 。 若系统隔离性能较差,还将导致信号间互相干扰,引起共地系统总线回流,造成逻辑数据变化,误动作甚至死机 。
8,2 电 磁 干 扰 的 主 要 来 源
v 8,2.3 地电位的分布干扰
v P LC 控制系统的地线包括系统地,屏蔽地,交流地和保护地等 。 地电位的分布干扰主要是各个接地点的电位分布不均,
不同接地点间存在地电位差,从而引起了地环路电流,该电流可能在地线上产生不等电位分布,影响 P L C 内逻辑电路和模拟电路的正常工作 。
8,2 电 磁 干 扰 的 主 要 来 源
v 8,2.4 P LC 系统内部产生的干扰
v 产生这种干扰的主要原因是系统内部元器件及电路间的相互电磁辐射 。 如逻辑电路相互辐射及其对模拟电路的影响 ； 模拟地与逻辑地的相互影响及元器件间的相互不匹配使用等 。
8,3 提高系统抗干扰能力的硬件措 施
v 8,3,1 供电电源
v 电源波动造成的电压畸变 或毛刺,将对 P LC 及 I ／ O 模 块产生 不良影 响 。
据统计分析,P LC 系统的干扰 中有 7 0 ％ 是 从电源 耦合进 来的 。 为了抑 制干扰,保持电压稳定,常 采用以 下几种 抗干扰 方法,
v ( 1) 使用隔离变 压器衰 减从电 源进线 的高频 干扰信 号,输 入,输 出线应 用双绞线以抑制共模干扰 。 其屏蔽 层接地 方式不 同,对 干扰抑 制的效 果也不一样,一般做法是将初,次级 屏蔽层 均接地 。
8,3 提高系统抗干扰能力的硬件措 施
v ( 2) 用低通滤波器抑制高次谐波 。 低通滤波器的内部电容上电感组合方式不同,其高次谐波的抑制效果也有一定区别 。 另外其电源输入,输出线应分隔开,屏蔽层应可靠接地 。 一般是在电源系统中既使用滤波器又使用隔离变压器,但要注意先将滤波器接人电源再接隔离变压器 。
8,3 提高系统抗干扰能力的硬件措 施
8,3 提高系统抗干扰能力的硬件措 施
v 8,3.2 接地良好的接地是保证 P L C 可靠工作的重要条件之一,可以避免偶然发生的电压冲击危害 。
8,3 提高系统抗干扰能力的硬件措 施
v 8,3.3 输入信号的抗干扰
v 输入信号的输入线之间的差模干扰可以利用输入模块滤波来减小干扰,而输入线与大地间的共模干扰可通过控制器的接地来抑制 。 在输入端有感性负载时,为了防止电路信号突变而产生感应电势的影响,可采用硬件的可靠性容错和容差设计技术,对于交流输入信号,可在负载两端并联电容 C 和电阻 R,对于直流输入信号,可并接续流二极管 D 。 一般负载容量在 1 0 V A 以下时,应选 C 为 0,1 μF,R 为 1 20,当负载容量在 1 0V A 以上时,应选 C 为 0,4 7μ F,R 为 47 。
8,3 提高系统抗干扰能力的硬件措 施
v （ a ） 交流输入 （ b ） 直流输入
v 输入信号的抗干扰设计
8,3 提高系统抗干扰能力的硬件措 施
v 8,3,4 输出电路的抗干 扰对于 P LC 系统为开关量输出,可有继 电器输 出,晶 体管输 出,晶 闸管输出三种形式 。 具体选择要 根据负 载要求 来决定 。 若负 载超过 了 P LC 的输出能力,应外接继电器或 接触器,才可 正常工 作 。
v P LC 输出端子若接有感性负载,输出 信号由 OFF 变 为 O N 或从 ON 变为
OFF 时都会有某些电量的 突变而 可能产 生干扰,故应 采取相 应的保 护措施,以保护 P LC 的输出触点,对于直 流负载,通常 是在线 圈两端 并联续流二极管 D,二极管应尽可 能靠近 负载,二极管 可为 1 A 的管子 。 对于交流负载,应在线圈两端并 联 R C 吸 收电路,根据 负载容 量,电 容可取 0,1 -
0,47 μ F,电阻可取 47 - 12 0,且 R C 尽 可能靠 近负载 。 如图 4 所示 。
8,3 提高系统抗干扰能力的硬件措 施
v 图 4 PL C 输出触点的保护
8,3 提高系统抗干扰能力的硬件措 施
v 8,3.5 外部配线的抗干扰设计
v 外部配线之间存在着互感 和分布 电容,进行信 号传送 时会产 生窜扰 。 为了防止或减少外部配线的 干扰,交流输 入,输 出信号 与直流 输入,输出信号应分别使用各自的电 缆 。 集 成电路 或晶体 管设备 的输入,输出 信号线要使用屏蔽电缆,屏蔽 电缆在 输入,输出侧 要悬空,而要 在控制 器侧要接地 。 配线时在 30 米 以下的 短距离,直流 和交流 输入,输出信 号线最好不要使用同一电缆,如 果要走 同一配 线管时,输入 信号要 使用屏 蔽电缆 。 如图 5 所示 。 30 - 30 0 米距 离的配 线时,直流和 交流输 出,输 入信号线要分别使用各自电缆,并且输 入信号 线一定 要用屏 蔽线 。 对于 3 00 米以上长距离配线时,则可 用中间 继电器 转换信 号,或 使用远 程 I / O 通道 。
对于控制器的接地线要与 电源线 或动力 线分开,输入,输出 信号线 要与高电压,大电流的动力线 分开配 线 。
8,3 提高系统抗干扰能力的硬件措施
v 图 5 屏蔽电缆处理法九 仪 表 的 干 扰 来 源 及 抗 干 扰 措 施
v 仪表在工业生产的现场使用条件常常是很复杂的,被测量的参数又往往被转换成微弱的低电平电压信号,并通过长距离传输至二次表或者计算机系统 。 因此除了有用的信号外,经常会出现一些与被测信号无关的电压或电流存在 。 这种无关的电压或电流信号我们称之为,干扰,（ 也叫噪声 ）。
v 根据仪表输入端干扰的作用方式,可分为串模干扰和共模干扰 。 串模干扰是指叠加在被测信号上的干扰 ； 共模干扰是加在仪表任一输入端与地之间的干扰 。
九 仪 表 的 干 扰 来 源 及 抗 干 扰 措 施
v 9,1 干 扰 的 产 生
v 1) 电磁感应,也就是磁耦合 。 信 号源与 仪表之 间的连 接导线,仪表 内部的配线通过磁耦合在电路 中形成 干扰 。 像我们 在工程 中使用 的大功 率的变压器,交流 电机,高 压电 网等的周 围空 间中都存 在有 很强的交 变磁 场,
而仪表的闭合回路处在这 种变化 的磁场 中将会 产生感 应电势
v 2) 静电感应,也就是电的耦合 。 在相对 的两物 体中,如其一 的电位 发生变化,则由于物体间的电 容使另 一物体 的电位 也发生 变化 。 干扰源 是通过电容性的耦合在回路中 形成干 扰 。 它 是两电 场相互 作用的 结果 。
九 仪 表 的 干 扰 来 源 及 抗 干 扰 措 施
v 3 ) 附加热电势和化学电势,主要是由于不同金属产生的热电势以及金属腐蚀等原因产生的化学电势,当它处于电回路时会成为干扰,这种干扰大多以直流的形式出现 。 在接线端子板或是干簧继电器等处容易产生热电势 。
4 ) 振动 。 导线在磁场中运动时,会产生感应电动势 。 因此在振动的环境中把信号导线固定是很有必要的 。
以上这 4 种干扰都是和信号串联,也就是以串模干扰的形式出现 。
九 仪 表 的 干 扰 来 源 及 抗 干 扰 措 施
v 5) 不同地 电 位引入的 干扰 。 在大地 中,各个不同 点之 间往往存 在电 位差 。
尤其在大功率的用电设备 附近,当这些 设备的 绝缘性 能较差 时,这 一电位差更大 。 而在仪表的使 用中往 往又会 有意或 无意的 是输入 回路存 在两个以上的接地点 。 这样就 会把不 同接地 点的电 位差引 入仪表,这种 地电位差有时能达 1~ 1 0 伏以 上,它 是同时 出现在 两根信 号导线 上 。
九 仪 表 的 干 扰 来 源 及 抗 干 扰 措 施
v 9,2 干 扰 的 抑 制
v 在了解了各种不同的干扰源之后,我们就可以针对不同的情况采取对应的措施加以消除或避免 。 因为所有的干扰源都是通过一定的耦合通道而对仪表产生影响,因此我们可以通过切断干扰的耦合通道来抑制干扰 。
通常采用的方式有信号导线的扭绞,屏蔽,接地,平衡,滤波,隔离等各种方法,一般我们会同时采取多种措施 。
九 仪 表 的 干 扰 来 源 及 抗 干 扰 措 施
v 1) 串模干扰的抑制串模干扰与被测信号所处 的地位 相同,因此一 旦产生 串模干 扰,就 不容易消除 。 所以应当首先防 止它的 产生 。 防止串 模干扰 的措施 一般有 以下这些,
* 信号导线的扭绞 。 由于把信号导线 扭绞在 一起能 使信号 回路包 围的面积大为减少,而且是两根 信号导 线到干 扰源的 距离能 大致相 等,分 布电容也能大致相同,所以能 使由磁 场和电 场通过 感应耦 合进入 回路的 串模干扰大为减小 。
* 屏蔽 。 为了防止电场的干扰,可以 把信号 导线用 金属包 起来 。 通常的做法是在导线外包一层金 属网 （ 或者铁 磁材料 ）,外 套绝缘 层 。 屏 蔽的目的就是 隔断,场,的 耦合,抑制各 种,场,的干 扰 。 屏蔽层需 要接 地,
才能够防止干扰 。
九 仪 表 的 干 扰 来 源 及 抗 干 扰 措 施
v 滤波 。 对于变化速度很慢的直流信号,可以在仪表的输入端加入滤波电路,以使混杂于信号的干扰衰减到最小 。 但是在实际的工程设计中,这种方法一般很少用,通常,这一点在仪表的电路设计过程中就已经考虑了 。
v
以上的几种方法是主要是针对与不可避免的干扰场形成后的被动抑制措施,但是在实际过程中,我们应当尽量避免干扰场的形成 。 譬如注意将信号导线远离动力线 ； 合理布线,减少杂散磁场的产生 ； 对变压器等电器元件加以磁屏蔽等等,
采取主动隔离的措施 。
九 仪 表 的 干 扰 来 源 及 抗 干 扰 措 施
v 2) 共模干扰的抑制由于仪表系统信号多为低 电平,因此,共模干 扰也会 使仪表 信号产 生畸变,带来各种测量的错误 。 防止 共模干 扰通常 采取的 措施如 下,
* 接地 。 通常仪表和信号源外壳为安 全起见 都接大 地,保 持零电 位 。 信号源电路以及仪表系统也 需要稳 定接地 。 但是 如果接 地方式 不恰当,将形成地回路导入干扰 。
v 另外,经常采用的抗干扰 措施还 有隔离,也是 通过阻 止干扰 回路的 形成来抑制干扰 。 这些方法的 作用是 叠加的 。 通常,我们 会采取 其中的 一种或几种方法来提高信号测 量的抗 干扰能 力 。
十 控 制 室 的 抗 干扰
v 电磁干扰是困扰控制系统正常运行的严重问题,在控制室内的控制系统往往会受到下列几种电磁干扰,
v 1 ） 工频磁场 它一般由周围工频电流产生的,极少量的是由附近变压器的漏磁通所产生 。
v 2 ） 直流磁场 它一般由周围的直流电流产生的,如生产规模为 4 3,0 0 0t / a 烧碱装置的离子膜电解槽,最大电流可达 1 1,25
万安培 。
十 控 制 室 的 抗 干扰
v 3 ） 脉冲磁场 它是由雷击建筑物和其它金属构架 （ 包括天线杆,引下线,接地体和接地网 ） 以及在低压,中压和高压电力系统中因故障的起始暂态产生的,也可以在高压变电所,
因断路器切合高压母线和高压线路时产生 。 它的波前时间和半波时间都是微秒级的 。
十 控 制 室 的 抗 干扰
v 4 ） 射频电磁场 对讲机,手机等各种发射机,以及周围的电焊机,晶闸管整流器,荧光灯等都会产生这种电磁辐射,影响在控制室内的控制系统的正常运行 。 它的频率范围一般指
1 5 0k H z - 1 00 0 M H z 。
v 5 ） 阻尼振荡磁场 如控制室附近有高压变电所的话,那么当隔离刀闸切合高压母线时,就会产生衰减的振荡磁场 。 其频率范围为 3 0k H z - 1 0 M H z 。
v 上述几种磁场的影响以雷电电磁干扰的威胁为最 。
十 控 制 室 的 抗 干扰
v 防护措施
v 等电位连接为了保证控制内控制系统各种设备和操作人员的安全,防止雷电电涌人侵损坏计算机设备,等电位连接是重要的防护措施 。 等电位连接是将控制室内的各类电源设备,网络设备,
计算机设备和分开的导电装置用等电位连接导体连接,以减少装置与所在建筑物金属构件之间或装置与装置之间因雷电产生的电位差 。 利用钢筋混凝土结构的建筑物中所有金属构件的多重连接,能够建立一个三维连接的等电位网络 。
十 控 制 室 的 抗 干扰屏蔽
v 屏蔽是利用各种金属屏蔽体来阻挡和衰减施加在控制系统设备上的电磁干扰或过电压能量 。 对控制系统来说具体可分为建筑物屏蔽,设备屏蔽和各种线缆 ( 包含管道 ) 的屏蔽 。 建筑物的屏蔽可利用建筑物的钢筋,金属构架,金属门窗,地板等均相互焊 ( 连 ) 接在一起 。 形成一个法拉第笼,并与地网可靠的电气连结,形成初级屏蔽网 。 设备的屏蔽应对计算机设备耐过电压水平调查的基础上,施行多级屏蔽 。
十 控 制 室 的 抗 干扰
综合接地
v 安全保护接地,直流工作接地,交流工作接地,防雷接地等共用一组接地装置时,其接地电阻按其中最小值确定 ； 若防雷接地单独设置接地装置时,其余接地共用一组接地装置,
其接地电阻不小于其中最小值,并应采用防地电位反击的等电位连接保护 。
v 电涌保护是电子设备防雷的主要手段,也是内部防雷保护的主要措施,成为综合防雷体系中的重要组成部分 。 控制网络系统加装有效可靠的电涌保护器,能有效地抑制电源线路和信号线路上因感应和传导而产生的过电压 。
十一 电气安装案例分析和不正确安装举 例
v 1 ) 实例 1,
v √ 良好的接地底板
v √ 进线电抗器
√ 柜体通风良好v
v √ 动力电缆和控制电缆分别走线
v X 没有滤波器十一 电气安装案例分析和不正确安装举 例
v 2 ) 实例 2,
v √ 接触器的吸收装置
v √ 良好的接地底板
√ 控制电缆采用屏蔽电缆v
v X 输入,输出,控制电缆没有分别走线十一 电气安装案例分析和不正确安装举 例
v 3) 实例 3,
v √ P R OFI B U S 屏蔽电缆
v √ 输入,输出动力电缆
v √ 输出电抗器 ( 长电缆运行 )
v √ E MC 滤波器与金属底板很好连接
v X 进线电缆和电机电缆在一起十一 电气安装案例分析和不正确安装举 例
v 4) 实例 4,
v √ 进线电抗器
v √ P R OFI B U S 独立的布线
v √ 制动电阻十一 电气安装案例分析和不正确安装举 例
v 5) 实例 5:
v X 由于很差的接地和交叉的电缆,
滤波器的滤波作用很小 。
v X 没有按 E MC 的分区规则进行设计 。
v X 电缆线互相交叉,
增强了 E MI 相互干扰 。
十一 电气安装案例分析和不正确安装举 例
v 6) 实例 6:
v X 布线乱,产出交叉干扰十一 电气安装案例分析和不正确安装举 例
v 7) 实例 7:
v X 变频器环形接地,在地线上产出干扰接地线要短而粗十一 电气安装案例分析和不正确安装举 例
v 8) 实例 8:
v X 信号线与动力电缆在同一电缆槽中十一 电气安装案例分析和不正确安装举 例
v 9) 实例 9:
v 损坏 P LC 模拟量口
v X 模拟量电缆和动力电缆同一电缆槽十一 电气安装案例分析和不正确安 装举例
v 10 ) 实例 10,
v X 用户选用电缆太长
v X 电缆没有正确屏蔽
v X 接线混乱十一 电气安装案例分析和不正确安 装举例
v 11 ) 实例 11,
v X 控制柜设计太差,防尘,防油等于零
v X 所有信号线全部没有屏蔽接地谢谢大家 ！
