变送器的安装和设计均具有严格要求：随着通用变送器市场的日益繁荣，不包括OEM进口变送器，国通用变送器年消耗量超过25亿元。变送器及其辅助设备的安装、调试、日常维护工作量急剧增加，给用户造成了重大的直接和间接损失。本文从应用环境、电磁干扰和抗干扰、电网质量、电机绝缘等方面分析了上述问题的原因，并提出了一些改进建议。

2工作环境问题。

为了降低成本，大多数国内客户直接在工业现场安装变送器。一般工作场所灰尘大，温度高，南方湿度高。电缆行业有金属粉尘、陶瓷、印染等腐蚀性气体和粉尘，煤矿等场合有防爆要求。因此，必须根据现场情况做出相应的对策。

2.1变送器安装设计的基本要求。

(1)应安装在控制柜内。

(2)变送器最好安装在控制柜中间；变送器应垂直安装，可能阻挡排气和进气的大部件应安装在正上方和正下方。

(3)变送器上下边缘距离控制柜顶、底、隔板或必须安装的大间距应大于300mm。

柜内变送器安装的基本要求。

(4)如果特殊用户在使用中需要取下键盘，变送器面板的键盘孔必须用胶带或假面板严格密封，防止大量灰尘进入变送器。

(5)定期维护变送器，及时清理内部灰尘。

（6）其他基本安装和使用要求必须遵守用户手册中的相关说明；如有疑问，请及时联系相应厂家的技术支持人员。

2.2防尘控制柜的设计要求。

在多粉尘场所，特别是在多金属粉尘和絮凝场所，需要采取正确合理的保护措施。适当的防尘措施对保证变送器的正常运行非常重要。控制柜应密封，通过专门设计的进出口通风；控制柜顶部应有防护网和防护顶盖出风口；控制柜底部应有底板、进气口和进气口，并安装防尘网。

(1)控制柜风道设计合理，排气顺畅，避免在柜内形成涡流，在固定位置形成灰尘堆积。

(2)控制柜顶盖安装防护顶盖，防止杂物直接落入；防护顶盖高度合理，不影响排气。防护网应安装在防护顶盖侧出风口，防止絮状杂物直接落入。

(3)如果控制柜顶排气，出风口必须安装防护网。

(4)确保控制柜顶部轴流风机旋转方向正确，向外吸风。如果风扇安装在控制柜顶部的外部，必须确保顶盖与风扇之间有足够的高度；如果风扇安装在控制柜顶部，必须使用所需的螺钉，防止风扇脱落，损坏柜内的部件和设备。建议在风扇和橱柜之间安装塑料或橡胶减振垫圈，可以大大降低风扇振动引起的噪音。

(5)控制柜前后门等接缝应用密封垫片或密封胶密封，防止灰尘进入。

(6)必须安装防尘网，以控制柜底和侧板的所有进风口和进线孔。防止絮状杂物进入。防尘网应设计为可拆卸式，便于清洁和维护。防尘网小，能有效阻挡小絮状物(类似普通家用防蚊蝇纱窗的网格)；或根据具体情况确定合适的网格尺寸。严格处理防尘网与控制柜的结合。

(7)控制柜必须定期维护，及时清理内外灰尘、絮毛等杂物。维护周期可根据具体情况确定，但应小于2~3个月；对于严重粉尘，建议维护周期约为1个月。

防尘控制柜的安装要求。

2.3防潮防霉控制柜的设计要求。

大多数变送器制造商的内部印刷板和金属结构部件没有经过特殊处理，以防止潮湿和霉菌。如果变送器长期处于这种状态，金属结构部件容易生锈，导电铜在高温下运行，加剧腐蚀过程。对于微机控制板和驱动电源板上的小铜线，由于腐蚀会损坏，变送器内部设计必须对潮湿腐蚀性气体的应用有基本要求。例如，印刷电路板必须喷涂三种防漆，结构件必须采用镍铬处理工艺。此外，还需要采取其他积极、有效、合理的防潮防腐措施。

(1)控制柜可安装在使用空调的单独封闭机房内。该方法适用于控制设备较多的场合。建造机房的成本低于单独关闭机柜的成本。此时，控制柜可采用上述防尘或一般环境设计。

(2)采用独立进风口。控制柜底部可设置单独的进气口，通过独立的封闭沟与外部清洁环境相连。该方法需要在进气口安装防尘网。如果沟超过5m，可以考虑安装鼓风机。

(3)吸湿干燥剂或吸附有毒气体的活性材料可安装在封闭控制柜内，并在不久的将来更换。

干扰问题。

3.1变送器对微机控制板的干扰。

微机或PLC主要用于控制注塑机和电梯的控制系统。在系统设计或改造过程中，必须注意变送器对微机控制板的干扰。由于用户设计的微机控制板一般工艺水平较差，不符合EMC的国际标准，使用变送器后产生的传导和辐射干扰往往导致控制系统工作异常，需要采取必要措施。

(1)接地良好。电机等强电控制系统的接地线必须通过接地汇流排可靠接地，最好单独接地微机控制板的屏蔽地。建议将传感器、I/O合，建议将传感器、I/O接口屏蔽层与控制板的控制连接[3]。

(2)输入EMI滤波器、共模电感、高频磁环等微机控制板电源，成本低。能有效抑制传导干扰。另外，在辐射干扰严重的情况下，如周围有GSM或小灵通站，可在微机控制板上加入金属网屏蔽。

微机控制板的电源抗干扰措施。

（3）将EMI滤波器输入变送器，可有效抑制变送器对电网的传导干扰，安装输入交流和直流电抗器L1、L2，提高功率因数，减少谐波污染，综合效果好。当某些电机与变送器之间的距离超过100m时，需要在变送器侧增加交流输出电抗器L3，以保护输出地点分布参数引起的泄漏电流，减少外部辐射干扰。一种有效的方法是使用钢管穿线或屏蔽电缆，并可靠地将钢管外壳或电缆屏蔽层与地面连接。请注意，如果添加交流输出电抗器L3，如果采用钢管穿线或屏蔽电缆的方法，输出对地分布电容增加，容易过流。当然，只有一种或几种方法。

减少变送器对外部控制设备的干扰。

(4)电屏蔽和隔离模拟传感器检测输入和模拟控制信号。在变送器组成的控制系统设计过程中，建议尽量不要使用模拟控制，特别是当控制距离大于1安装跨控制柜时。由于变送器通常具有多段速设置和开关频率输入输出，因此可以满足要求。建议使用屏蔽电缆，并在传感器侧或变送器侧实现远端接地。如果干扰仍然严重，需要采取DC/DC隔离措施。可采用标准DC/DC模块，也可采用V/F转换、光藕隔离、频率设置输入等方法。

3.2变送器本身的抗干扰问题。

当焊机、电镀电源、电解电源或滑环附近有高频冲击负载时，变送器本身很容易受到干扰的保护。建议用户采取以下措施：

(1)在变送器输入侧添加电感和电容，形成LC滤波器。

(2)变送器的电源线直接从变压器侧供电。

(3)条件允许的变压器。

(4)使用外开关量控制端子时，建议使用屏蔽电缆。当控制线和主电路电源埋在沟内时，除控制线外，主电路线必须用钢管屏蔽，以减少相互干扰，防止变送器误移动。

（5）采用外部模拟量控制终端控制时，如果连接线小于1m，则采用屏蔽电缆连接，变送器侧可稍接地；如果线路长且现场干扰严重，建议在变送器侧安装DC/DC隔离模块，或采用V/F转换后的频率指令给定模式进行控制。

(6)采用外部通信控制端控制时，建议使用屏蔽双绞线，并将变送器侧的屏蔽层接地(PE)。若干扰严重，建议将屏蔽层连接到控制电源(GND)。对于RS232通信模式，注意控制线尽量不超过15m。要想加长，必须降低通信波特率。正常通信的波特率在100m左右小于600bps。终端匹配电阻也必须考虑RS485通信。对于采用现场总线的高速控制系统，通信电缆必须采用专用电缆和多点接地，以提高可靠性。

4电网质量问题。

在焊机、电镀电源、电解电源等高频冲击负载中，电压经常闪烁；车间内有数百个变送器等容性整流负载，电网谐波大，严重污染电网质量，对设备本身损坏较大，不能连续正常运行，损坏设备输入电路。可采取以下措施：

集中整流供电模式的直流共母线。

(1)建议用户在焊机、电镀电源、电解电源等高频冲击载荷下增加无功静补装置，提高电网功率因数和质量。

(2)在变送器集中车间，建议采用集中整流和直流共母线供电。建议用户采用12脉冲整流模式。其优点是谐波小、节能，特别适用于频繁制动、电动运行和发电运行。

(3)无源LC滤波器安装在变送器输入侧，减少输入谐波，提高功率因数，成本低，可靠性高，效果好。

(4)变送器输入侧安装有源PFC装置，效果最好，但成本较高。

5电机泄漏、轴电压和轴承电流。

变送器驱动感应电机的电机模型电容，CSR是定子与转子之间的等效电容，CRF是转子与外壳之间的等效电容，RB是轴承对轴的电阻；CB和ZB是轴承油膜的电容和非线性阻抗。

在高频PWM脉冲输入下，电机内分布电容的电压耦合构成系统共模电路，导致地漏电流、轴电压和轴承电流问题。

变送器驱动感应电机的电机模型。

泄漏电流主要是由SF在PWM三相电源电压和地球之间的极度瞬时不平衡电压。其尺寸与PWM的dv/dt尺寸和开关频率有关，其直接结果将导致漏电保护装置的运行。另外，对于旧电机，由于绝缘材料差，经过长期老化，部分变频改造后造成绝缘损坏。因此，建议在改造前进行绝缘试验。新变频电机的绝缘要求高于标准电机。

轴承电流主要有三种方式:dv/dt电流、EDM电流和环路电流。轴电压的大小不仅与电机各部件的耦合电容参数有关，还与脉冲电压的上升时间和振幅有关。dv/dt电流主要与PWM的上升时间tr有关。dv/dt电流范围越小，逆变器载波频率越高，轴承电流中的dv/dt电流成分越多。EDM电流是偶然的。只有当轴承润滑油层被击穿或轴承内部接触时，储存在电子转子对地电容CRF上的电荷(1/2CRF×URF)才能通过轴承等效电路RB、CB和ZB对地放电，导致轴承光洁度下降，使用寿命缩短，直接损坏严重。电子转子对地电容CRF的轴电压和存储主要取决于损坏程度。

电网变压器地线、变送器地线、电机地线、电机负荷与地线之间的电路(如水泵负荷)产生环路电流。环路电流主要引起传导干扰和地线干扰，对变送器和电机影响不大。避免或减少环流的方法是尽量减少地线电路的阻抗。由于变送器接地线(PE变送器)一般与电机接地线(PE电机1)连接在一个点，因此必须尽可能粗化电机接地电缆的直径，降低两者之间的电阻。同时，铜母线或专用接地电缆用于变送器与电源之间的接地线，以保证良好的接地。对于潜水深井泵的负载，接地阻抗ZE电机2可能小于ZE变压器和ZE变送器之和，容易形成地环流。建议断开ZE变送器，抗干扰效果好。

正弦波滤波器是抑制轴电压和轴承电流的有效途径。目前，许多制造商可以提供标准滤波器。

本文从变送器的实际应用系统出发，从应用环境、电磁兼容性、电网质量、电机绝缘等方面提出了一些解决问题的方法和改进建议，对变送器在实际工程中的应用具有一定的参考价值。