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施耐德PLC的电磁干扰和电磁兼容性

来源:艾特贸易2017-06-05

简介工业设备中的电磁干扰可能对操作产生不同程度的影响:轻的可忽略不计,重的则损坏系统部件。这些干扰可能来自系统内部,也可能来自系统外部。 干扰变量通过耦合从干扰源传送到

    工业设备中的电磁干扰可能对操作产生不同程度的影响:轻的可忽略不计,重的则损坏系统部件。这些干扰可能来自系统内部,也可能来自系统外部。    干扰变量通过耦合从干扰源传送到敏感设备时,就会造成对设备的电磁干扰。用于描述电磁干扰感应的感应模型包含干扰源、耦合、敏感设备等。    干扰源是干扰变量的起源。所有进行电磁能传输的设备都可能成为干扰源。    干扰源大致可以分为以下类型:    ●自然干扰源、技术干扰源;    ●窄频干扰源、宽频干扰源;    ●导体干扰源、辐射干扰变量的干扰源;    ●电源干扰源;    ●有序干扰源、无序干扰源;    ●连续干扰源、间歇干扰源。    其中,窄频干扰源带有离散频率的信号,例如:无线电广播设备以及业余无线电发射设备、发射和接收设备、工业高频发生器、雷达站、微波设备、动力电流、超声波设备、功率转换电路、焊接机械、声音或固定电台信号接收器。这些设备能产生较强的电磁场。    宽带干扰源具有传导和辐射干扰变量的能力,在电子自动化控制系统中是比较担忧的干扰源,因为除了拥有宽频谱之外,它们的频率也很高。例如:电动机、路器(电力开关)、电源中的绝缘开关、噪声、半导体控制电路、继电器、接触器等开关设备。    在系统设计时,应全面考虑干扰信号对有用信号的破坏影响,将干扰信号和有用信号进行分离。这对电路结构设计是非常重要的。    在对称工作电路中,参考地的输出线和返回线是分开的。电路和参考地之间用第3根线连接,这样就使对称电路成为三线系统。正常信号通过输出线输送到设备,并通过返回线返回。通过对称连接,可以降低很多干扰,这也是系统设计时常采用对称连接的原因。    典型的对称电路,例如:在测量系统中传感器和电气设备之间的连接,RS422对称数据线路的连接。    在不对称工作电路中,电路和大地参考平面相连。需要的信号通过单一的线路传送到设备,并从大地参考平面返回。    正常信号以差模方式被输入电路,也就是说,正常电流通过供给线输入,经返回线或者大地参考平面输出。干扰信号也可作为一个差模信号被输入,同时也可作为一个共模信号被输入。对于共模干扰信号,干扰电流在两个支路中沿同一方向流入,通过大地参考平面返回。在参考地线没有接好的情况下,由共模干扰引起的干扰电流,会被传送到连在同一个设备的其他信号线中。    如果一个干扰电压只被耦合到电路的一个支路,那么就会产生差模干扰。接下来就会在输出线和返回线之间产生一个电位差,其成因是在输出和返回导体与大地参考平面之间方向相反的电流。干扰电路通过一个电流连接实现闭合。    如果一个干扰电压被同时耦合到电路的两个支路中去,就会导致共模干扰。这一过程会使输出和返回线路中的电位差增高。共模干扰的电流和线路中其他电流成分的流向完全一致。电路通过大地参考平面或者有害电容形成回路。    有很多不同的原因都可以导致共模干扰,共模干扰可能产生感性或者容性耦合,例如:    ●如果在对称的线对和地之间的区域存在着电磁场,就会产生感性耦合;    ●开关晶体管的外壳可能会带有工作电压,或者零电压,这取决于时钟脉冲,这些电压    突变会耦合到散热片上,进而耦合到带有电容的大地参考平面。    一般来说,只有在以线性或者共模电压的形式受到干扰以后,才会因为不够对称,而产生差模干扰信号。如果线路的阻抗不均匀,或者电路中有杂散电容,就会产生一个共模一差模一转换过程。不对称比率会导致一个电压差,被有用信号所承载。一旦出现不对称的情况,就会立即产生从干扰源到工作负载的耦合。    如果线路中的阻抗不均匀,或者存在杂散电容,就会产生一个共模一差模一转换过程。不对称比率会导致一个电压差。    干扰变量到敏感设备的耦合过程可以通过多种方式来实现:    ●电流方式:通过正常的电路进行耦合;    ●电容方式:通过电场进行耦合;    ●电感方式:通过磁场进行耦合。    ●电磁波或者辐射感应:通过电磁场进行耦合。    干扰信号可以通过一根定向的导线或者通过非定向的辐射形式进行传输。干扰信号通常以线路定向干扰和辐射干扰的形式同时出现,并且耦合到输入、输出、电源、数据线等。    电流耦合属于线路定向耦合。在线路段被不同的电路所共享时,会发生这种现象。每当其中一个电路的电流发生改变时,就会在公共线上产生电压变化,这样就使得各个电路相互影响。    电容性耦合是通过电场进行的耦合。它发生于相邻电路之间,比如在较大的电源线电流和信号线电流之间。在这两个电路之间,如果电位差发生波动,那么就会有电流流过位于它们之间的绝缘介质,比如说空气。彼此相临近的两条线路可以看作是一个电容器的两极。    感性耦合,有时被称为变压器耦合,是一种经由电磁场进行的耦合。这种耦合在彼此并行的线路之间发生。一条线路中的电流变化会引起电磁场的波动。电磁场会影响并行线路,并在其中引起感应电压。这样一来就会有电流流过,产生干扰信号,从而覆盖原来的有用信号。电感性耦合产生于电缆管道中的并行线路。    Quantum系统中,每一个底板都需要一根底座接地线。这根线和位于底板上4个接地螺丝中的一个相连,另外一端则与电力系统的主接地点相连。这根线应该是绿色或者黄绿色。