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        變頻調速系統布線的抗干擾設計

        已有58211次閱讀2017-11-14標簽:
         1. 接地設計

        在大地電位變化較大的場所,系統將受到共模干擾,且容易轉變為差模干擾,因此系統的接地系統設計就尤為重要。系統的接地方式一般采用獨立接地方式,接地時應注意:
         
        ①接地線應盡量短且截面積應大于2mm2。
         
        ②接地點應盡量靠近變頻器機柜(距離不大于50m)。
         
        ③接地線應盡量避開強電回路和主回路的導線,無法避開時應垂直相交。
         
        ④接地電阻應小于1Ω。
         
        外部配線之間存在著互感和分布電容,進行信號傳送時會產生竄擾。為了防止或減少外部配線的干擾,屏蔽電纜的處理方法如圖3-4所示。對于300m以上長距離配線時,則可用中間繼電器轉換信號,或使用遠程I/O通道。
         
         
        2. 電源線布線
         
        電動機電纜應獨立于其他電纜走線,其最小距離為500mm。同時應避免電動機電纜與其他電纜長距離平行走線,這樣才能減少變頻器輸出電壓快速變化而產生的電磁干擾。如果控制電纜和電源電纜交叉,應盡可能使它們按90度角交叉。
         
        ①變頻器的電源線和I/O線應分別配線,電源線應采用屏蔽電力電纜。將變頻器電源線與I/O線分開走線,不同類型的線應分別裝入不同的電纜管和電纜槽中,并使其盡可能有大的空間距離。
         
        ②交流線與直流線應分別使用不同的電纜,分開捆扎交流線、直流線,并分槽走線最好,這不僅能使其有盡可能大的空間距離,并能將干擾降到最低限度。
         
        3.輸入、輸出線布線

        變頻器的輸入接線,一般指外部傳感器與輸入端口的接線。變頻器一般接受的開關量信號對電纜無嚴格要求,故可選用一般電纜。若信號傳輸較遠,可選用屏蔽電纜;模擬信號和高速信號線應選用屏蔽電纜。傳輸模擬輸入、輸出信號的屏蔽線,其屏蔽層應一端接地,為了泄放高頻干擾,數字信號線的屏蔽層應并聯電位均恒線,或只考慮抑止低頻干擾時,也可以一端接地。不同的信號線最好不用同一插接件轉接,如必須用同一個插接件,要用備用端子或地線端子將它們分割開,以減少相互干擾。
         
        當模擬量輸入、輸出信號距變頻器較遠時,應采用4~20mA或0~10mA的電流傳輸方式,而不是電壓傳送方式。傳送模擬信號的屏蔽線,其屏蔽層應一端接地。輸入、輸出信號線應穿入專用電纜管或獨立的線槽中敷設,專用電纜管或獨立的線槽的敷設路徑應盡量靠近地線或接地的金屬導體。若在輸入觸點電路串聯二極管,在串聯二極管上的電壓應小于4V。若使用帶發光二極管的舌簧開關,串聯二極管的數目不能超過兩只。另外,輸入、輸出接線還應特別注意以下幾點:
         
        ①輸入接線一般不要超過30m。但如果環境干擾較小,電壓降不大時,輸入接線可適當長些。
         
        ②輸入、輸出線不能用同一根電纜,變頻器的輸入與輸出線應分開走線,開關量與模擬量信號線也要分開敷設。
         
        ③變頻器的輸入、輸出回路配線,必須使用壓接端子或單股線,不宜用多股絞合線直接與變頻器的接線端于連接,否則容易出現火花。
         
        4.通信線布線

        變頻器與控制站之間的通信電纜傳送的信號小、頻率高,很容易受干擾,不能與其它的傳輸線敷設在同一線槽內,應單獨敷設,以防止外界信號的干擾。通信電纜要求可靠性高,有的通信電纜的信號頻率很高(如上MHZ),一般應選用變頻器生產廠家提供的專用電纜(如光纖電纜),在要求不高或信號頻率較低時,也可以選用帶屏蔽的多芯電纜或雙絞線電纜。
         
        為了提高抗干擾能力,對變頻器的外部信號、變頻器和計算機之間的串行通信信息,可以考慮用光纖來傳輸和隔離,或采用帶光電耦合器的通信接口。
         
        5. 變頻器柜內的布線

        變頻調速系統機柜通常作為變頻調速系統內部控制系統的參考電位,因此,必須盡量減小流過用于安裝變頻調速系統的機柜背板中的噪聲電流,防止出現變頻調速系統的PE端與本系統中遠端的相關變頻調速系統參考電位之間的噪聲電壓,以保證系統的可靠性。
         
         
        圖3-5為一個包含PLC和變頻器同柜的布線實例,在圖3-5(a)中,變頻器輸出電纜被安裝在靠近PLC背板的正上方,電纜屏蔽層接在機柜上方,變頻器輸入采用非屏蔽且不帶電纜導管的三相三線電纜,變頻器的PE母排在靠近PLC背板的下方與TE相連。對于這樣一個布線系統,由于變頻器產生的共模電流將通過電纜屏蔽層及電纜中線流回到機柜,并通過系統中的PE通路經TE及供電變壓器副邊中點X0最后返回到變頻器的輸入側。因此有大量噪聲電流流過用于安裝PLC背板,將嚴重干擾PLC的正常工作。
         
        改進后的布線如圖3-5(b)所示,變頻器的輸出電纜被安裝在靠近PLC背板的正上方,輸出電纜中線接到變頻器的PE端。同時,變頻器輸入也采用三相四線屏蔽電纜,并且,變頻器PE母排與TE相連接點被放在靠近PLC背板的下方。布線改進后,有效地減少了流過用于安裝PLC背板的噪聲電流。
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