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SIEMENS潯之漫智控技術(shù)（上海）有限公司

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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(jiàn)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(kāi)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)?，其PWM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(kāi)機(jī)運(yùn)行,，在電機(jī)空載的情況下運(yùn)行正常，沒(méi)有出現(xiàn)干擾報(bào)警現(xiàn)象,。

　　帶載運(yùn)行時(shí),，305、307罐出現(xiàn)干擾報(bào)警,。將地線改至控制307罐（該罐已使用變頻器,，線槽內(nèi)走的是該變頻器的輸出線）變壓器的地線上,，305罐不再干擾報(bào)警，但307罐仍間隔幾分鐘出現(xiàn)干擾報(bào)警現(xiàn)象,，分析可能是兩臺(tái)變頻器產(chǎn)生的共模干疊加所至,，也可能是地線放在動(dòng)力線槽內(nèi)，走線較長(zhǎng)引起的,，于是在地線上加裝地線濾波器,，但效果也不太好。后來(lái)將地線拆除（經(jīng)測(cè)量變頻器整機(jī)漏電流很小,，對(duì)人體不會(huì)造成危害,，所以可以將地線拆除），效果好一些,，但報(bào)警現(xiàn)象也是間斷出現(xiàn),，這樣分析應(yīng)該不是地線引起的，還是輸入端的濾波措施不夠,，沒(méi)有將高頻干擾濾除干凈,。因此停機(jī),，在輸入的每相線上再加兩只差模環(huán)，在三條輸入相線上再套三個(gè)共模環(huán)，這樣開(kāi)機(jī)運(yùn)行,，工作正常,，整個(gè)系統(tǒng)不再出現(xiàn)干擾現(xiàn)象,。系統(tǒng)處理后的框圖如圖5所示,。

SIMATIC S7-1200 系列包括以下模塊：
性能分級(jí)的不同型號(hào)緊湊型控制器，以及豐富的交/直流控制器,。
各種信號(hào)板卡（模擬量和數(shù)字量）,，用于在 CPU 上進(jìn)行經(jīng)濟(jì)的模塊化控制器擴(kuò)展，同時(shí)節(jié)省安裝空間,。
各種數(shù)字量和模擬量信號(hào)模塊,。
各種通信模塊和處理器。
帶 4 個(gè)端口的以太網(wǎng)交換機(jī),，用于實(shí)現(xiàn)各種網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?br style="-webkit-tap-highlight-color: transparent; appearance: none; margin: 0px;"/>SIWAREX 稱重系統(tǒng)終端模塊
PS 1207 穩(wěn)壓電源裝置,，電源電壓 115/230 V AC，額定電壓 24 VDC
機(jī)械特性
堅(jiān)固,、緊湊的塑料機(jī)殼
連接和控制部件易于接觸,，并由前蓋板提供保護(hù)
模擬量或數(shù)字量擴(kuò)展模塊也具有可拆卸的連接端子
設(shè)備特性
標(biāo)準(zhǔn)：
SIMATIC S7-1200 符合 VDE、UL,、CSA 和 FM（I 類,，類別 2；危險(xiǎn)區(qū)組別 A、B,、C 和 D,，T4A）。生產(chǎn)質(zhì)量管理體系已按照 ISO 9001 進(jìn)行認(rèn)證,。