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提高传动系统安全运行能力

作者/出处: 网络 发布时间: 2015-10-19

一、概述


为了提高系统的可靠性和稳定性,以确保传动系统安全运行,必须从线路设计到结构设计,以及施工和安装事先考虑抗干扰问题并采取相应的措施。


二、干扰隐患产生的原因


1、干扰可分电磁场的干扰、电网的干扰、接地的干扰、输入输出电缆感应电压的干扰。


电网干扰原因很多,例如大负荷的投入与切除、高压高频发生器装置、电焊机、电弧炉等动作都会引起电网电压跌落。电网的干扰与接地回路的干扰密切有关,产生泄露的原因是电网相电压对地绝缘不良或受到电网干扰以及电磁场的影响。


接地干扰可能来自强大动力电源接地回路的电位干扰。


2、干扰信号的耦合方式通过公共组抗的耦合,如几个回路由一个公共电源供电,当某一个回路的电流瞬态变化时,则在电源内阻和电源引线的阻抗上产生干扰电压,将影响到其它回路。


3、高速变化的信号在长线中传输时,会出现反射现象,使信号波形严重畸变。


4、通过辐射的电场和磁场的耦合干扰


电感性耦合:高频变化的电流、电压通过动力线在其周围空间将产生交变电磁场,由于磁场的存在,使导体间有分布电感产生。在导体周围变化的磁通会在电路中产生感应电压,因此,在被干扰电路中就会有干扰电流存在。


电容性耦合:两根导线存在分布寄生电容,由于交变电场的存在,使导体间有分布电容的耦合,产生电容耦合干扰电流。人体也有电感、电容的存在,当手接触C-MOS或P-MOS集成元件就有可能导致元件损坏。


三、消除隐患和抑制干扰的措施


1、消除公共阻抗的有效办法是降低电源及引线的组抗,采用一点或一端接地。


2、减弱干扰的耦合途径,减少电感性耦合,就要增加强电和弱电导线的距离,一般要求大于500mm,将控制回路引线用双绞线,最好采用同轴电缆和光纤缆传输,另外使用高导磁率的金属屏蔽被干扰的导体。尽量缩短控制回路的配线距离,若线路较长,应采用合理的中继方式,并使其与主线路分离。减少电容性耦合,使用屏蔽导线,增加导体间的距离。


3、采用隔离措施,例如光电耦合或继电器隔离方式、隔离变压器方式,电压或电流变送器传输方式。


4、采用旁路低通滤波和高通滤波方法,注意布线合理。当电气工人维修电路时,必须注意控制板的静电防护,拆装控制板时戴上静电护套。


5、尽量做到线路平衡,采用差分式输入,以抑制共模干扰。采用现场总线要比集中控制和集散控制抗干扰好。


6、传动接地PE不要与强大的动力电源设备以及负荷变化有突变的设备接地回路混用,传动控制设备最好有一个无干扰的大地PE。


7、合理选择动力电缆、控制电缆,并且严格按照ABB电气设备安装指导手册去做,模拟信号线必须加屏蔽。如果变频器与电机之间电缆线选择不当或太长,电缆分布电容太大,加上电机绕组间寄生电容也很可观,这将影响变频器和电机的工作性能,寄生电容随着电缆引线增长而增大,变频器的IGBT功率元件开通瞬间,由于寄生电容存在,会产生较大尖峰电流该峰值与IGBT的开通时间T成反比,尖峰电流使变频器工况恶化,电机发热,另外,电磁波在电缆传输过程中会产生行波反射作用,DU/DT会放大,使输出电压含浪涌电压成分,在电机端子处电压可增加一倍以上,长时间会影响电机绝缘,严重会破坏变频器和电机,所以尽量缩短变频器到电机的配线距离。


8、若电机电缆选择不当或接地不正确,将会产生轴承电流,共模电压(也称零序电压)指电机定子绕组的中心点对地之间的电压,当使用变频器时,共模电压含有高频分量,因而高频的电压分量通过电缆和电机的分布电容产生高频漏电流,一部分通过定子绕组经过定子与机壳间的分布电容经机壳流入地PE,另一部分是通过定子绕组与转子间的分布电容经轴承再到机壳,然后流入地PE,由此产生轴承电流,引起轴承"电蚀",影响轴承寿命。





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