化工儀器網(wǎng)
詳細介紹
在各種工業(yè)控制系統(tǒng)中，隨著變頻器等電力電子裝置的廣泛使用，系統(tǒng)的電磁干擾（EMI）日益嚴重，相應(yīng)的抗干擾設(shè)計技術(shù)(即電磁兼容EMC)已經(jīng)變得越來越重要。變頻器系統(tǒng)的干擾有時能直接造成系統(tǒng)的硬件損壞，有時雖不能損壞系統(tǒng)的硬件，但常使微處理器的系統(tǒng)程序運行失控，導(dǎo)致控制失靈，從而造成設(shè)備和生產(chǎn)事故。因此，如何提高系統(tǒng)的抗干擾能力和可靠性是自動化裝置研制和應(yīng)用中不可忽視的重要內(nèi)容，也是計算機控制技術(shù)應(yīng)用和推廣的關(guān)鍵之一。談到變頻器的抗干擾問題，首先要了解干擾的來源、傳播方式，然后再針對這些干擾采取不同的措施。
一、變頻器干擾的來源
首先是來自外部電網(wǎng)的干擾。電網(wǎng)中的諧波干擾主要通過變頻器的供電電源干擾變頻器。電網(wǎng)中存在大量諧波源如各種整流設(shè)備、交直流互換設(shè)備、電子電壓調(diào)整設(shè)備，非線性負載及照明設(shè)備等。這些負荷都使電網(wǎng)中的電壓、電流產(chǎn)生波形畸變，從而對電網(wǎng)中其它設(shè)備產(chǎn)
初所確立的宗旨，在公司的嚴格要求和員工們不折不扣地貫徹執(zhí)行下發(fā)展延續(xù)至今。“假一罰十”一直是我公司的主動承諾。
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- S7-300 PLC具有強大的通訊優(yōu)點，可經(jīng)過編程軟件Step 7的用戶界面供給通訊組態(tài)作用，這使得組態(tài)變得十分輕易、簡單。S7-300 PLC具有多種分支的通訊接口，并經(jīng)過多種通訊處置器來銜接AS-I總線接口和工業(yè)以太網(wǎng)總線功能；串行通訊處置器用來銜接點到點的通訊功能；多點接口（MPI）集成在CPU中，用于同時銜接編程器、PC機、人機界面功能及其他SIMATIC S7/M7/C7等主動化控制功能。
西門子300plc cpu312C概述：
1. 帶集成數(shù)字量輸入和輸出的緊湊型cpu
2. 適用于對處理能力有較高要求的小型應(yīng)用
3. 帶有與過程相關(guān)的功能
西門子300plc cpu313C概述：
1. 帶集成數(shù)字量和模擬量輸入/輸出的緊湊型cpu
2. 滿足對處理能力和響應(yīng)時間要求較高的場合
3. 帶有與過程相關(guān)的功能
西門子300plc cpu313C-2 PtP概述：
1. 帶集成數(shù)字量輸入/輸出和一個RS 422/485串口的緊湊型cpu
2. 滿足處理量大、響應(yīng)時間高的場合
3. 帶有與過程相關(guān)的功能
西門子300plc cpu313C-2 DP概述：
1. 帶集成數(shù)字量輸入/輸出和PROFIBUS DP主站/從站接口的緊湊型cpu
2. 帶有與過程相關(guān)的功能
3. 可以完成具有特殊功能的任務(wù)
4. 可以連接單獨的I/O設(shè)備
西門子300plc cpu314C-2 PtP概述：
1. 帶集成數(shù)字量和模擬量I/O和一個RS 422/485串口的緊湊型cpu
2. 滿足對處理能力和響應(yīng)時間要求較高的場合
3. 帶有與過程相關(guān)的功能
西門子300plc cpu314C-2 DP概述：
1. 帶集成數(shù)字量和模擬量I/O以及PROFIBUS DP主站/從站接口的緊湊型cpu
2. 帶有與過程相關(guān)的功能
3. 可以完成具有特殊功能的任務(wù)
4. 可以連接單獨的I/O設(shè)備
西門子300plc cpu312概述：
1. 適用于全集成自動化(TIA)的基本型cpu
2. 適用于中等處理速度要求的小規(guī)模應(yīng)用
西門子300plc cpu314概述：
1. 適用于中等程序處理量的應(yīng)用
2. 對二進制和浮點數(shù)運算具有較高的處理能力
西門子300plc cpu315-2 DP概述：
1. 具有中、大規(guī)模的程序存儲容量和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，如果需要，可以供SIMATIC功能工具使用
2. 對二進制和浮點數(shù)運算具有較高的處理能力
3. PROFIBUS DP主站/從站接口
4. 可用于大規(guī)模的I/O配置
5. 可用于建立分布式I/O結(jié)構(gòu)
西門子300plc cpu317-2 DP概述：
1. 具有大容量程序存儲器，可用于要求很高的應(yīng)用
2. 能滿足標準機床、特殊機床以及車間應(yīng)用的多任務(wù)自動化系統(tǒng)
3. 與集中式I/O和分布式I/O一起，可用作生產(chǎn)線上的中央控制器
4. 對二進制和浮點數(shù)運算具有較高的處理能力
5. PROFIBUS DP主站/從站接口
6. 可用于大規(guī)模的I/O配置
7. 可用于建立分布式I/O結(jié)構(gòu)
8. 可以選用SIMATIC工程工具
9. 在基于組件的自動化中實現(xiàn)分布式智能系統(tǒng)
西門子300plc cpu315-2 PN/DP概述：
1. 具有中等規(guī)模的程序存儲容量和程序框架
2. 對二進制和浮點數(shù)運算具有較高的處理能力
3. 與集中式I/O和分布式I/O一起使用，可用作生產(chǎn)線上的中央控制器
4. 集成的PROFINET接口
5. 組合了MPI/PROFIBUS DP-主/從接口
6. 在PROFINET上實現(xiàn)基于組件的自動化
7. PROFINET代理，用于基于組件的自動化(CBA)中的PROFIBUSDP智能設(shè)備
8. PROFINET I/O控制器，用于在PROFINET上運行分布式I/
新型西門子300plc cpu314C-2 PN/DP概述：
cpu 314C-2 PN/DP是S7-300產(chǎn)品系列的緊湊型cpu的新成員。該cpu具有以下特點：
1. 在PROFIBUS或PROFINET上作為中央或分布式控制器使用
2. 二進制運算和浮點運算時處理速度很快
生危害的干擾。變頻器的供電電源受到來自被污染的交流電網(wǎng)的干擾后若不加處理，電網(wǎng)噪聲就會通過電網(wǎng)電源電路干擾變頻器。供電電源的干擾對變頻器主要有(1)過壓、欠壓、瞬時掉電(2)浪涌、跌落 (3)尖峰電壓脈沖 (4)射頻干擾。
1、 晶閘管換流設(shè)備對變頻器的干擾
當供電網(wǎng)絡(luò)內(nèi)有容量較大的晶閘管換流設(shè)備時，由于晶閘管總是在每相半周期內(nèi)的部分時間內(nèi)導(dǎo)通，容易使網(wǎng)絡(luò)電壓出現(xiàn)凹口，波形嚴重失真。它使變頻器輸入側(cè)的整流電路有可能因出現(xiàn)較大的反向回復(fù)電壓而受到損害，從而導(dǎo)致輸入回路擊穿而燒毀。
2、 電力補償電容對變頻器的干擾
電力部門對用電單位的功率因數(shù)有一定的要求，為此，許多用戶都在變電所采用集中電容補償?shù)姆椒▉硖岣吖β室驍?shù)。在補償電容投入或切出的暫態(tài)過程中，網(wǎng)絡(luò)電壓有可能出現(xiàn)很高的峰值，其結(jié)果是可能使變頻器的整流二極管因承受過高的反向電壓而擊穿。
其次是變頻器自身對外部的干擾。變頻器的整流橋?qū)﹄娋W(wǎng)來說是非線性負載，它所產(chǎn)生的諧波對同一電網(wǎng)的其它電子、電氣設(shè)備產(chǎn)生諧波干擾。另外變頻器的逆變器大多采用PWM技術(shù)，當工作于開關(guān)模式且作高速切換時，產(chǎn)生大量耦合性噪聲。因此變頻器對系統(tǒng)內(nèi)其它的電子、電氣設(shè)備來說是一電磁干擾源。
變頻器的輸入和輸出電流中，都含有很多高次諧波成分。除了能構(gòu)成電源無功損耗的較低次諧波外，還有許多頻率很高的諧波成分。它們將以各種方式把自己的能量傳播出去，形成對變頻器本身和其它設(shè)備的干擾信號。
（1）輸入電流的波形 變頻器的輸入側(cè)是二極管整流和電容濾波電路。顯然只有電源的線電壓UL大于電容器兩端的直流電壓UD時，整流橋中才有充電電流。因此，充電電流總是出現(xiàn)在電源電壓的振幅值附近，呈不連續(xù)的沖擊波形式。它具有很強的高次諧波成分。有關(guān)資料表明，輸入電流中的5次諧波和7次諧波的諧波分量是大的，分別是50HZ基波的80％和70％。
（2）輸出電壓與電流的波形 絕大多數(shù)變頻器的逆變橋都采用SPWM調(diào)制方式，其輸出電壓為占空比按正弦規(guī)律分布的系列矩形式形波；由于電動機定子繞組的電感性質(zhì)，定子的電流十分接近于正弦波。但其中與載波頻率相等的諧波分量仍是較大的。
二、干擾信號的傳播方式
變頻器能產(chǎn)生功率較大的諧波，由于功率較大，對系統(tǒng)其它設(shè)備干擾性較強，其干擾途徑與一般 電磁干擾途徑是*的，主要分傳導(dǎo)(即電路耦合)、電磁輻射、感應(yīng)耦合。具體為:首先對周圍的電子、電氣設(shè)備產(chǎn)生電磁輻射;其次對直接驅(qū)動的電動機產(chǎn)生電磁噪聲，使得電機鐵耗和銅耗增加;并傳導(dǎo)干擾到電源，通過配電網(wǎng)絡(luò)傳導(dǎo)給系統(tǒng)其它設(shè)備;后變頻器對相鄰的其它線路產(chǎn)生感應(yīng)耦合，感應(yīng)出干擾電壓或電流。同樣，系統(tǒng)內(nèi)的干擾信號通過相同的途徑干擾變頻器的正常工作。
（1） 電路耦合方式 即通過電源網(wǎng)絡(luò)傳播。由于輸入電流為非正弦波，當變頻器的容量較大時，將使網(wǎng)絡(luò)電壓產(chǎn)生畸變，影響其他設(shè)備工工作，同時輸出端產(chǎn)生的傳導(dǎo)干擾使直接驅(qū)動的電機銅損、鐵損大幅增加，影響了電機的運轉(zhuǎn)特性。顯然，這是變頻器輸入電流干擾信號的主要傳
播方式。
（2） 感應(yīng)耦合方式 當變頻器的輸入電路或輸出電路與其他設(shè)備的電路挨得很近時，變頻器的高次諧波信號將通過感應(yīng)的方式耦合到其他設(shè)備中去。感應(yīng)的方式又有兩種：
a、電磁感應(yīng)方式，這是電流干擾信號的主要方式；
b、靜電感應(yīng)方式，這是電壓干擾信號的主要方式。
（3） 空中幅射方式 即以電磁波方式向空中幅射，這是頻率很高的諧波分量的主要傳播方式。
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