Username:
Password:

    

 



     คำว่าสัญญาณรบกวน (NOISE) ฟังดูแล้วเหมือนจะเป็นเรื่องเล็กๆ ไม่น่าจะส่งผลกระทบอะไรมากมาย แต่คุณทราบหรือไม่ว่าอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ต่างๆ ในระบบควบคุมอัตโนมัติล้วนแล้วแต่มีความอ่อนไหวต่อ NOISE จนอาจทำให้อุปกรณ์ดังกล่าวเกิดการทำงานที่ผิดปกติหรือเสียหายได้
     NOISE อาจเกิดมาจากหลายสาเหตุเช่น ฟ้าผ่า ไฟฟ้ากระชาก เป็นต้น บางครั้งพบว่าเมื่อเกิดฟ้าผ่ารุนแรงที่สายไฟส่งกำลังในโรงงานหรือใกล้เคียง จะทำให้อุปกรณ์ต่างๆ เสียหายค่อนข้างมาก ซึ่งทุกคนสามารถหาสาเหตุได้ง่ายว่าเกิดขึ้นจากอะไร แต่เชื่อหรือไม่ครับว่ายังมี  NOISE บางตัวที่อยู่ใกล้กับระบบควบคุมของคุณมากกว่าการเกิดฟ้าผ่าเสียอีก นั่นคือ Variable Frequency Drive (VFD) หรือ Inverter ซึ่งเจ้า VFD นี้จะสร้างสัญญาณรบกวนความถี่วิทยุ (RFI) ขึ้นโดยมีความถี่ในย่าน 0.5 MHz ถึง 1.7 MHz และสร้าง Electromagnetic Interference Frequency (EMI) ขึ้นในช่วงความถี่ 1.7 MHz ถึง 30 MHz
     ความถี่สูงดังกล่าวเกิดจาก Carrier Frequency ของชุด PWM ที่ใช้ IGBT ในการทำงานและเกิดจากคลื่นย้อนกลับจากมอเตอร์ที่เรียกว่า “Reflected Waves” ซึ่งเกิดจาก Capacitive effect ของสายมอเตอร์และอิมพีแดนซ์ของสายมอเตอร์กับขดลวดมอเตอร์ที่ไม่สอดคล้องกัน EMI/RFI จะแพร่กระจายไปตามตัวมอเตอร์สู่สายมอเตอร์ และอาจกระจายสู่กราวด์ โดยผลของค่าคาปาซิตีป (Capacitive Effect) ดังนี้

            ระหว่างขดลวดมอเตอร์กับโครงมอเตอร์
            ระหว่างสายไฟกับ Bond wire
            ระหว่างสายไปกับท่อร้อยสาย

     ต่อจากนั้น EMI/RFI จะพยายามแผ่กระจายกลับไปยังแหล่งจายไฟต้นกำลังที่จ่ายให้ Inverter ซึ่งเส้นทางการย้อนกลับนี้อาจผ่านทางระบบกราวด์เข้าไปถึงจุดต่อWYE ที่ขดลวดทุติยภูมิของหม้อแปลง ดังแสดงได้ในรูป 1

     เส้นทางการไหลกลับเข้าสู่แหล่งจ่ายไฟกำลังของ EMI/RFI ตามท่อร้อยสายและอุปกรณ์ต่างๆ ของระบบกราวด์ ทำให้เกิด “Voltage Gradient” ซึ่งส่งผลกระทบกับอุปกรณ์ควบคุมต่างๆ โดยเราจะเห็นได้ว่าการกราวด์ของระบบอาจประกอบด้วยมอเตอร์ โครงตู้ต่างๆ ท่อร้อยสาย เหล็กโครงสร้าง เช่น I-beam ท่อน้ำ ดังนั้น EMI/RFI และ “Voltage Gradient” ที่เกิดขึ้นจะแพร่กระจายไปตามอุปกรณ์ต่างๆ เหล่านั้น ทำให้เกิดปัญหากับอุปกรณ์ควบคุมต่างๆ ที่อยู่ตามเส้นทางของมัน


การลดผลกระทบของ NOISE

     จากที่ได้กล่าวมาข้างต้น NOISE จะแพร่กระจายไปทั่วกับอุปกรณ์ที่เป็นโลหะของระบบกราวด์ ซึ่งการแก้ไขปัญหาทำได้ค่อนข้างยาก เราขอแนะนำวิธีการลดปัญหาของ NOICE ที่เกิดจาก Inverter  ดังนี้

     1.การใช้ NOISE Filter
     การใส่ NOISE Filter ที่ด้านอินพุทของ Inverter จะช่วยลดผลกระทบของ NOISE ที่จะถูกส่งย้อนกลับไปที่แหล่งจ่ายไฟ แต่ควรเลือก Noise ที่ออกแบบหรือขนาดที่เหมาะสมกับ Inverter นั้นๆ ดังแสดงได้ในรูปที่ 2

     นอกจากนั้นเรายังสามารถลด NOISE ที่เกิดขึ้นจาก “Reflecter Waves” จากมอเตอร์ โดยการใส่ NOISE Filter  ที่ด้านเอาท์พุทของ Inverter ถ้าจำเป็น ดังแสดงได้ในรูปที่ 3 แต่ในกรณีนี้จะใช้ก็ต่อเมื่อสายมอเตอร์มีความยาวมาก

     2. การลดความถี่ Carrier Frequency
       ใน Inverter จะมีชุด PWM ทำหน้าที่ควบคุม IGBT เพื่อจ่ายไฟให้มอเตอร์ ซึ่งเราสามารถปรับเปลี่ยนความถี่ของชุดPWM ได้และเรียกความถี่นี้ว่า Carrier Frequency การลดความถี่นี้ลงอาจช่วยลด NOISE ที่เกิดขึ้นได้

     3. การแก้ปัญหาของสายสัญญาณ
      การลด NOISE ของสายสัญญาณ (Signal Circuit) อาจทำได้โดยใช้สาย Shielded และ Ferrite core ที่ปลายทั้งสองด้าน โดยปกติจะกราวด์ Shielded เข้ากับแหล่งจ่ายไฟสัญญาณเพียงด้านเดียว นอกจากนั้นเราควรแยกสายสัญญาณออกจากสายส่งกำลังและกราวด์จุดที่เป็นเส้นทางเดินของ NOISE

     เพียง 3 มาตรการที่กล่าวข้างต้น น่าจะช่วยลดปัญหาของ NOICE ที่เกิดขึ้นไม่มากก็น้อย แต่บางครั้งอาจกำจัด NOICE ได้ไม่หมด เพราะเราไม่สามารถครอบคลุมทุกเส้นทางเดินของ NOICE  ได้ทั้งหมด จะเห็นได้ NOICE เปรียบเสมือนเชื้อโรคร้ายที่รุกรามไปตามร่างกาย ถ้าหาต้นเหตุไม่พบก็ยากที่จะกำจัดเชื้อโรคดังกล่าวลงได้

 

Copyright © OMRON Electronics Co., Ltd.