排除機械電子設(shè)備中電氣干擾的主要措施

黃巖 張鵬亮 葉玉龍

摘要：干擾問題是機電設(shè)備設(shè)計和使用過程中必須考慮的重要問題。通常我們所說的干擾是電氣的干擾。在設(shè)備的工作環(huán)境中，存在大量的電磁信號，如電網(wǎng)的波動、強電設(shè)備的起停、高壓設(shè)備和開關(guān)的電磁輻射等。當它們在系統(tǒng)中產(chǎn)生電磁感應和干擾沖擊時，往往會擾亂機械電子設(shè)備的正常運行，輕者造成系統(tǒng)的不穩(wěn)定，重者會引起控制系統(tǒng)死機或誤動作造成設(shè)備損壞或人身傷亡。本文對排除機械電子設(shè)備中電氣干擾的主要措施進行探討。

關(guān)鍵詞：機械電子設(shè)備;電氣干擾;排除;措施

一、機械電子設(shè)備中電氣干擾及其產(chǎn)生原因和傳播途徑

1、電源干擾

機械電子設(shè)備的正常運行之所以會受到電氣的干擾，是因為各式各樣的原因，而且變化的可能性也很大。但是綜合來說，常見的干擾主要有兩種，共模干擾和差模干擾。其中，前者也即共態(tài)干擾，就是指電子設(shè)備受到了電源輸入線和大地間的電壓重大影響;后者也叫做正態(tài)干擾，多數(shù)會在相同電源路上發(fā)生。兩種類型常常相互轉(zhuǎn)化。

2、電磁干擾

除了電源干擾，還有電磁干擾，也即在混合電磁的大環(huán)境下，機械電子設(shè)備會受到電磁方面的干擾。主要有傳導與輻射兩種干擾。輻射干擾直接通過電磁波產(chǎn)生輻射;傳導干擾就可以直接受到公共阻抗。此外，這兩種類型也可以互相轉(zhuǎn)換。

3、非線性諧波干擾

眾多手指，對于機械電子設(shè)備來說，整流器是作為一種自身所攜帶的工作電路而存在的，所以這就決定著在機械設(shè)備運轉(zhuǎn)時候就會向外散射，能夠形成電磁干擾。嚴重的情況下，直接使得電子機器發(fā)生劇烈的振動幅度，于是機身溫度迅速上升等，產(chǎn)生不好的影響。

二、排除機械電子設(shè)備中電氣干擾的措施

1、濾波器抗干擾

在日常生活中，常常將濾波器作為排除干擾的大場所，直接使得信號中特點波段的頻率消失，由此可以達到干擾傳輸受限的目標，眾所周知，濾波器作為可以過濾的部件，還包含了電容、電阻、電感等等，此外，這也是通過信號頻段的分類，在此基礎(chǔ)上再濾波器進行再次地劃分和重組，這里主要包括了低通、帶通、高通等。不同的濾波器有不同的性能，同時處理范圍也不盡相同。

2、屏蔽抗干擾

在電磁抗干擾中，屏蔽是主要的方式方法，屏蔽干擾主要是在機械電子設(shè)備周圍，設(shè)計全封閉的外殼，對設(shè)備的電磁能力所形成的設(shè)備干擾進行抑制，并避免外界干擾影響外殼內(nèi)設(shè)備的正常運行。因為在平時的生產(chǎn)生活過程中，機械電子設(shè)備的應用比較常見和普遍，所以，屏蔽抗干擾已經(jīng)成為了最常用的方法。而且由于各種環(huán)境的多元化需求，屏蔽抗干擾逐漸衍生出了各種抗干擾的措施，即靜電、雙層、編制、金屬隔網(wǎng)等屏蔽抗干擾措施。屏蔽抗干擾可以在很大程度上抑制電磁干擾，尤其是在低頻磁場干擾中的效果十分明顯。想要控制干擾信號處于電阻比較小的屏蔽體內(nèi)部，可以選用高導磁材料，以此將干擾信號屏蔽。在抗干擾過程中，高導磁材料主要是用于制作復合屏蔽電纜的，其主要包括三層，外層是高飽和低磁導率的鐵磁、中層是磁導率較高的鐵磁、內(nèi)層是銅質(zhì)鐵磁。在此形勢下，干擾信號則逐層消耗，最終達到電子設(shè)備的干擾磁場就會明顯衰減。

3、接地抗干擾

接地抗干擾主要是為了確保機械電子設(shè)備的正常工作，其既可以在很大程度上防止電源干擾影響機械電子設(shè)備，又可以避免偶發(fā)性的電壓沖擊損害電子設(shè)備。接地抗干擾系統(tǒng)主要包含系統(tǒng)地、屏蔽地、交流地、保護地等等，但是由于接地十分混亂，勢必會對機械電子設(shè)備的有序運行和安全性造成直接性影響。機械電子設(shè)備地線主要分為三條不同的類型，其一，連接機殼，和交流電源地線之間相互連接;其二，與電動機、繼電器等設(shè)備相互連接;其三，與信號設(shè)備、數(shù)字接收器相互連接。機械電子設(shè)備利用交流電源進行供電的時候，應將保護地線和電源地線相對接，確保不會因為公共地線電位不均勻，造成干擾。

4、預防感應噪聲

感應噪音的應用也可以用來排除機械電子設(shè)備中的電氣干擾。眾所周知，感應噪聲主要可以分成靜電感應噪聲和電磁感應噪聲兩種。其中，我們?yōu)榱俗柚垢袘肼曈绊懙酵獠康碾娮釉O(shè)備，也必須采取一些防護措施。比如，可以為了增強運作過程的安全性，可以在外部電子設(shè)備信號線與變頻器動力線上安裝同軸電纜。

5、隔離

隔離就是利用隔離元器件將干擾源隔離，來防止干擾竄入設(shè)備，進而保證機電設(shè)備的正常運行。常見的隔離方法有光電隔離、變壓器隔離和繼電器隔離等。光電隔離為媒介傳輸電信號，有著良好的隔離作用，能有效地抑制系統(tǒng)噪聲并且接地回路的干擾。變壓器隔離則是一種用得相當廣泛的電源線抗干擾元件，可以解決地線環(huán)路電流帶來的設(shè)備與設(shè)備之間的干擾，同時隔離變壓器對于抗共模干擾。對于交流信號的傳輸，一般使用變壓器隔離干擾信號。繼電器由線圈和觸點組兩部分組成，并且兩者在電氣上沒有聯(lián)系。因此，可以利用繼電器的線圈接受電氣信號，而用觸點發(fā)送和輸出信號，從而避免強電和弱電信號之間的直接聯(lián)系，實現(xiàn)了抗干擾隔離。

6、其他措施

①機械電子設(shè)備的種類繁多，應用范圍十分廣泛，其質(zhì)量也在逐漸改善與優(yōu)化，但是電氣干擾根本不能避免。在進行電子設(shè)備安裝的時候，還需要做到科學合理布局，選取最佳位置，與磁場、靜電較強的位置要保持安全距離，保證周圍環(huán)境的安全性，不存在過多的干擾。與干擾源保持一定距離，所承受的輻射也會大大減少，不僅如此，導線不斷縮短，輻射也會隨著明顯衰減。所以，可以根據(jù)具體要求，適當縮短導線，促使輻射下降。選擇與之相適應的信號傳遞方法，能夠有效提升機械電子設(shè)備的抗干擾能力。

②就機械電子設(shè)備系統(tǒng)而言，在進行設(shè)計時，就應充分考慮抗干擾措施，并充分發(fā)揮抗干擾能力較強的信號傳遞技術(shù)。目前，在信號中，數(shù)字型和電流型的應用更加廣泛，而數(shù)字信號的抗干擾能力也比較好，適合傳輸信號。在電氣干擾中，電磁干擾會對信號電纜造成影響，以此形成共模電壓。對此，則應選取電流型信號的方式進行傳遞。

③光纖具有其自身的獨特優(yōu)勢，主要是進行信號傳遞，容量比較大，而且傳輸?shù)乃俣纫卜浅？欤垢蓴_性能良好。在現(xiàn)代化社會中，數(shù)字信號和電平信號傳輸較多，利用光纖進行傳播，抗干擾能力更加強大，而且具有良好的經(jīng)濟性。同時，還可以通過利用絞線，對節(jié)距進行絞扭，并將信號線進行劃分，分成小回路，在雙絞線絞扭處于一致的狀態(tài)下，小回路方向則應與之相反，其中的電氣干擾也會相互抵消。而在絞線上增加屏蔽，那么就會明顯提高其抗干擾能力。

結(jié)束語

綜上所述，我們的社會獲得了長足的發(fā)展，已經(jīng)進入了一個屬于信息化時代，當前的機械電子設(shè)備的應用范圍也越來越廣，應用的場所也越來越多，應用的目的也越來越豐富，所以我們在日常使用中，一定要保證機械電子設(shè)備自身運行的正常性與穩(wěn)定性，在崗的技術(shù)人員也需要時刻關(guān)注運行情況并根據(jù)目前的具體的情況選擇一個或者多個正確有效措施，以便于全面排除機械設(shè)備中的電氣干擾。想要完全排除干擾，還需要相關(guān)技術(shù)人員作進一步地探索，可以因地制宜、因時制宜地科學合理選擇抗干擾措施，結(jié)合實際的情況，對不同的方式方法進行多元地結(jié)合，進而可以確保機器能夠正常運轉(zhuǎn)。

參考文獻

[1]侯大鵬.排除機械電子設(shè)備中電氣干擾的主要措施[J].電腦知識與技術(shù)，2018，14（5）：239-240.

[2]孟達，陳文文.排除機械電子設(shè)備中電氣干擾的措施研究[J].環(huán)球市場，2017，（36）：363.

[3]趙富君.排除機械電子設(shè)備中電氣干擾的主要措施[J].科研：00321-00322.