สัญญาณรบกวนทางไฟฟ้าภัยร้ายของระบบควบคุม

สัญญาณรบกวนทางไฟฟ้าภัยร้ายของระบบควบคุม

สัญญาณรบกวนไฟฟ้า (Electric Noise) ฟังดูแล้วเหมือนจะเป็นเรื่องเล็กๆ ไม่น่าจะส่งผลกระทบอะไรมากมาย แต่คุณทราบหรือไม่ว่าอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ต่างๆ ในระบบควบคุมอัตโนมัติล้วนแล้วแต่มีความอ่อนไหวต่อ Noise จนอาจทำให้อุปกรณ์ดังกล่าวเกิดการทำงานที่ผิดปกติหรือเสียหายได้

Noise อาจเกิดมาจากหลายสาเหตุเช่น ฟ้าผ่า ไฟฟ้ากระชาก เป็นต้น บางครั้งพบว่าเมื่อเกิดฟ้าผ่ารุนแรงที่สายไฟส่งกำลังในโรงงานหรือบริเวณใกล้เคียงจะทำให้อุปกรณ์ต่างๆ เสียหายค่อนข้างมาก ซึ่งทุกคนสามารถหาสาเหตุได้ง่ายว่าเกิดขึ้นจากอะไร แต่เชื่อหรือไม่ครับว่ายังมี Noise บางตัวที่อยู่ใกล้กับระบบควบคุมของคุณมากกว่าการเกิดฟ้าผ่าเสียอีก นั่นคือ Variable Frequency Drive (VFD) หรือ Inverter ซึ่งเจ้า VFD นี้จะสร้างสัญญาณรบกวนความถี่วิทยุ (RFI) ขึ้นโดยมีความถี่อยู่ในช่วง 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 จะแพร่กระจายไปตามตัวมอเตอร์สู่สายไฟมอเตอร์ ท่อร้อยสายไฟและอาจกระจายสู่กราวด์ โดย Capacitive Effect เกิดขึ้นในบริเวณต่อไปนี้

  • ระหว่างขดลวดมอเตอร์กับโครงมอเตอร์
  • ระหว่างสายไฟกับ Bond wire
  • ระหว่างสายไปกับท่อร้อยสายไฟ

นอกจากนั้น EMI/RFI จะพยายามแผ่กระจายกลับไปยังแหล่งจายไฟต้นกำลังที่จ่ายให้ Inverter ซึ่งเส้นทางการย้อนกลับนี้อาจผ่านทางระบบกราวด์เข้าไปถึงจุดต่อ WYE ที่ขดลวดทุติยภูมิของหม้อแปลง ดังแสดงได้ในรูปที่ 1

เส้นทางการไหลกลับเข้าสู่แหล่งจ่ายไฟกำลังของ EMI/RFI ตามท่อร้อยสายไฟและอุปกรณ์ต่างๆ ของระบบกราวด์ ทำให้เกิด “Voltage Gradient” ซึ่งส่งผลกระทบกับอุปกรณ์ควบคุมต่างๆ โดยเราจะเห็นได้ว่าการต่อกราวด์ของระบบอาจประกอบด้วยมอเตอร์ โครงตู้ต่างๆ ท่อร้อยสายไฟ เหล็กโครงสร้าง เช่น I-beam ท่อน้ำ เป็นต้น  ดังนั้น EMI/RFI และ “Voltage Gradient” ที่เกิดขึ้นจะแพร่กระจายไปตามอุปกรณ์ต่างๆ เหล่านั้น ทำให้เกิดปัญหากับอุปกรณ์ควบคุมต่างๆ ที่อยู่ตามเส้นทางของมัน

 

ท่านสามารถติดตามสาระความรู้กับเรา ได้ที่ http://sonicautomation.co.th/article/

หากมีข้อสอบถามหรือต้องการขอคำปรึกษาสามารถติดต่อเราได้ที่

Sonic Line@ : @Sonicautomation หรือทักมาหาเราได้เลยค่ะ