0-10V轉PWM,模擬量轉PWM隔離變送器的工作原理及介紹
PWM與電磁干擾
在數學上,階躍函數的頻帶理論上可以無限寬。由于電力電子器件的開關對電壓和電流
的影響都是類似階躍函數,給系統帶來了寬頻帶的電壓、電流響應。其中,響應的高頻分量
以電磁干擾(EMI)的方式傳導出去,更高頻的分量以電磁波的形式輻射出去,就是電磁干
擾的成因。傳統的電氣電子回路中,電磁干擾源主要都是低功率的電子元器件。由于電力電
于開關具有比普通電子元器件大得多的電壓和電流變化,電力電子電路的電磁干擾問題更為嚴重,
進而引起工程技術人員對電磁兼容(EMC)的關注和相關標準的制定。
一般而言傳導EM得到抑制的話,輻射EMI會同步得到抑制。主要針對的是傳導EMI,
根據不同的標準,傳導EM的頻率范圍也會不同,最低頻率一般不低于10kHz,最高頻率不高于30 MHz
以電壓型變換器為例
脈寬調制技術的原理
章簡單介紹了脈寬調制技術的基本概念。這里脈寬調制技術的原理將得到進一步的介紹。
在基本原理的基礎上,將外別介紹空間矢量PWM和載波比較PWM,并且建立兩者之間的關系。
在簡單介紹PWM的額域分析方法之后,總結PWM技術的機遇與挑戰。
空間矢量PWM
簡單介紹了脈寬調制技術的基本原理:通過開關周期內脈沖電壓平均值與參考電壓的等效性來實現脈
沖電壓序列對連續參考電壓的逼近。實現這一通近的方法主要有兩大類:空間矢量合成以及載波比較。
空間矢量合成的方法建立了電壓或電流在二維平面的空間矢量慨念,通過變流器的標準矢量在一個開關
周期內進行矢量相加得到參考矢量的方法來實現對參考矢量的逼近;而載波比較的方法則是基于每相/線
參考值在一個開關周期內與脈沖電壓/電流的平均值一致的原理實現通近。本節首先以廣泛應用的三相
電壓型變換器為例介紹空間矢量PWM的原理:最后簡單地介紹電流型變換器的空間矢量PWM,
貝??萍加邢薰就瞥瞿M量0-10V轉PWM隔離變送器介紹如下
0-10V模擬量或RS485轉PWM輸出隔離轉換器
主要特性:
>> 精度、線性度誤差等級: 0.1、0.2、0.5級
>> 4-20mA/0-5V/0-10V等標準信號輸入
>>可選擇RS485通訊輸入,支持Modbus協議
>>PWM信號輸出,PWM頻率可選
>>PWM輸出驅動能力可達5A
>> 信號輸入/信號輸出 3000VDC隔離
>>可選擇一進一出,一進兩出,兩進兩出
>> 可選5V、12V、15V或24V直流單電源供電
>>PWM信號幅值等于供電電源電壓
>>輔助電源與PWM信號不隔離
>> 螺絲固定安裝,插拔式接線端子
>> 尺寸:120 x 105 x 29mm
>> 工業級溫度范圍: - 45 ~ + 85 ℃
應用:
>> 機器視覺燈光控制
>> LED燈光亮度調節
>> 電磁閥、比例閥門線性驅動器
>> 模擬量電機控制器
>> 電磁驅動線圈或大功率負載
>> RS-485遠程設備控制
產品選型表:
DIN□□ IBF – V(A)□ – P□ – PWM□
通道數量 | 輸入信號 | 供電電源 | 輸出信號 |
DIN11:一進一出 DIN12:一進兩出 DIN22:兩進兩出 | V1:0-5V V2:0-10V V3:0-75mV V4:0-2.5V Vz:電壓范圍自定義 A1::0-1mA A2:0-10mA A3:0-20mA A4:4-20mA Az:電流范圍自定義 RS485:RS485通訊接口 | P1:24VDC P2:12VDC P3:5VDC P4:15VDC Pz:用戶自定義 | PWM1:50Hz PWM2:100Hz PWM3:1KHz PWM4:10KHz PWM5:100KHz PWMz: 用戶自定義
|
選型舉例:
例1:一進一出 輸入信號:0-10V 供電電源:24V 輸出信號:100Hz PWM 型號:DIN11 IBF V2-P1-PWM2
例2:一進兩出 輸入信號:0-10V 供電電源:12V 輸出信號:100KHz PWM 型號:DIN12 IBF V2-P2-PWM5
例3:兩進兩出 輸入信號:4-20mA 供電電源:24V 輸出信號:10KHz PWM 型號:DIN22 IBF A4-P1-PWM4
例4:一進兩出 輸入信號:RS485 供電電源:24V 輸出信號:100KHz PWM 型號:DIN12 IBF RS485-P1-PWM5
例5:一進一出 輸入信號:RS485 供電電源:15V 輸出信號:1KHz PWM 型號:DIN11 IBF RS485-P4-PWM3
例6:一進一出 輸入:0-10V供電電源:12V 輸出:5KHz PWM 型號:DIN11 IBF V2-P2-PWMz(PWMz:5KHz)
通用參數
參數名稱 | 測試條件 | 最小 | 典型值 | 最大 | 單位 |
隔離 | 信號輸入與信號輸出之間隔離,輔助電源與輸出信號不隔離 | ||||
隔離耐壓 | 50Hz,1分鐘,漏電流1mA | 3000 | VDC | ||
耐沖擊電壓 | 3.5KV, 1.2/50us(峰值) | ||||
工作溫度 | -45 | +85 | ℃ | ||
工作濕度 | 無凝露 | 10 | 90 | % | |
存儲溫度 | -45 | +85 | ℃ | ||
存儲濕度 | 10 | 95 | ℃ |
Modbus RTU通訊協議
輸入選型為RS485的按此通訊協議通訊,輸入選型為模擬量的請忽略此章節。
模塊出廠默認協議為MODBUS RTU通訊協議,默認地址為01,波特率為9600,數據格式:10位,1位起始位,8位數據位,1位停止位,無校驗。
如果忘記模塊地址和波特率,可以短接INIT(3腳)到GND1(4腳),再重新啟動模塊電源,模塊暫時恢復為默認的狀態:地址為01,波特率為9600。用戶可以查詢地址、波特率和通訊協議的寄存器40201-40203,得到模塊的實際地址、波特率和通訊協議,也可以跟據需要修改地址、波特率和通訊協議。請注意Modbus通訊請將寄存器40203設置為1,否則無法Modbus通訊。當斷開INIT(3腳)到GND1(4腳)后,重啟模塊電源,模塊就會重新按實際設定的地址和波特率來運行。
支持Modbus RTU通訊協議功能碼03(讀保持寄存器)和功能碼06(設置單個寄存器),命令格式按照標準Modbus RTU通訊協議。
通訊舉例1:假如模塊地址為01,以16進制發送:010300000001840A ,即可取得寄存器40001的數據。
01 | 03 | 00 | 00 | 00 | 01 | 84 | 0A |
模塊地址 | 讀保持寄存器 | 寄存器地址高位 | 寄存器地址低位 | 寄存器數量高位 | 寄存器數量低位 | CRC校驗低位 | CRC校驗高位 |
假如模塊回復:0103021388B512即讀到的數據為0x1388,換算成16進制就是5000,5000/10000= 0.5。即表明現在輸出的PWM為50%。
01 | 03 | 02 | 13 | 88 | B5 | 12 |
模塊地址 | 讀保持寄存器 | 數據的字節數 | 數據高位 | 數據低位 | CRC校驗低位 | CRC校驗高位 |
通訊舉例2:設置模塊的通道1輸出PWM為80%,可以發送如下命令:
假如模塊地址為01,以16進制發送:010600001F40800A 。
01 | 06 | 00 | 00 | 1F | 40 | 80 | 0A |
模塊地址 | 設置單個寄存器 | 寄存器地址高位 | 寄存器地址低位 | 數據高位 | 數據低位 | CRC校驗低位 | CRC校驗高位 |
假如模塊回復:010600001F40800A即表示設置成功。
01 | 06 | 00 | 00 | 1F | 40 | 80 | 0A |
模塊地址 | 設置單個寄存器 | 寄存器地址高位 | 寄存器地址低位 | 數據高位 | 數據低位 | CRC校驗低位 | CRC校驗高位 |
注意事項:
1、使用前根據裝箱單,以及產品標簽,仔細核對和確認產品數量、型號和規格。
2、使用時必須按所選產品型號對應的接線參考圖,正確連接信號輸入、輸出和電源線,檢查無誤后再接通電源和信號。
3、當用表筆直接測量信號時,請將端子旋緊。
4、使用環境應無導電塵埃和破壞絕緣、金屬的腐蝕性氣體存在。
5、集中安裝時,安裝間距≥10mm。
6、產品出廠時已調校好,請勿隨意調校。確需現場調校時,請與我公司聯系。
7、產品為一體化結構,不可拆卸,同時應避免碰撞和跌落。本產品質保2年,在此期間,本公司免費維修或更換。人為損壞或者涂改和撕下產品上的任何標貼的概不退換。
8、產品內部未設置防雷擊電路,當產品的輸入、輸出饋線暴露于室外惡劣氣候環境之中時,請注意采取防雷措施。
9、產品規格更新時恕不另行通知。
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