电磁兼容性概述及屏蔽技术

３ｓ ｍ ，相 继 中 断 问 隔 时 问 为 １ ｓ 电压 暂 降 和 短 时 的发 射 ，切 断 电磁 骚扰 的传 输途 径 ，提 高敏感 设备 ０。 的抗 干扰 能力 是数 控 系统达 到 电磁兼 容性 要求 的主 中断各进 行 ３次 ，数控 系统应 能 正常工 作 。 （ ）浪涌 （ ２ 冲击 ）抗 扰 度 数 控 系 统 运 行 时 ， 要手 段 ，最 常 采 用 的是 屏 蔽 、滤 波 、接 地 三 大 技 分别 在 交 流 输 入 电 源相 线 之 问 叠 加 峰值 为 １ ｖ 的 术 。屏蔽用 于 切断 空 间的辐射 发射 途径 。滤波用 于 ｋ 浪涌 （ 冲击 ）电压 ；在交 流输 入 电源相 线与 保护 接 切断 通过 导线 的传 导发射 途径 。接 地 的好坏 则直 接 地端 （ Ｅ Ｐ ）间叠 加峰值 为 ２ Ｖ． 涌 （ ｋ 浪 冲击 ） 电压 。 影响 到设备 内部和外 部 的 电磁 兼容 性 。 浪涌 （ 冲击 ）重复率 为 １ 次／ ｉ ，极性 为Ｊ ／ ｍｎ Ｅ 负极 。 屏 蔽 技术 用来 抑 制 电 磁 噪声 沿着 空 间 的传播 。
灵 活方 便 的功 能 。如 能 配合使 用 ，在 五轴 插 补 的机 对 于一工 件程 序 可 以从 不 同 的角度 来 看 ３ 图 床 上能 够应 付任 何 复杂 加工 。 Ｄ
形显 示 。
由于 ＮＵＭ 强 大 的五轴 功 能 ，使 其 在航 空 航天
工 业 、军事 工业 、铁 路行 业 、发 电行业 和 模具 行业 （ ）３ ２ Ｄ缩放 ，同 时在 同一 页 面 上 可 以观 察 主 的应 用 特 别 广 泛 ，国 内 许 多 厂 商 均 采 用 了 配 备 视 图 、左 视 图 、俯 视 图 、剖视 图 。 ＮＵＭ 数 控 系统 的五 轴 加 工 机 床 ，例 如 ：沈 阳飞机 ９ 工件 程序 的传 输 ． 制 造公 司 ，南 昌飞机 制造 公 司 ，西安 航空 ，黎明 发 通常 是 由 Ｃ Ｄ Ｃ Ａ ／ ＡＭ 生 成 的工 件 程 序 ，采 用 动机 公 司 ，２ Ｉ 等 。 １厂
（ ）静 电放 电抗 扰度 数控 系统 运行 时 ，对 操 ４
４ ．电场 屏 蔽
作人员 经 常 触 及 的所 有 部 位 和 保 护 地 端 （ Ｅ）之 Ｐ
电 电压 ８ Ｖ，试 验 中数控 系 统能 正常运 行 。 ｋ ３ 机 床数 控 系统抗 干扰 措施 ．
当噪声 源是 高 电压 、小 电流 时 ，其 辐射 场 主要 问 由于 存在 电场耦 合 而产 生 的干扰 。 （ ） 电场 屏 蔽 的机理 电场 感应 可 看成是 分 布 １
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技 术 讲 座
Ｔｅ ｎ ｏ ｙ ｃｈ ｏｌｇ Ｓｅｍ ｉａｒ 嗣■ ｎ
备 的抗 干扰 能力 ，即设 备 的 电磁敏感 性 。而设 备 的 抗 干扰 能力 通 常 由设 备 内部所 含 的最敏感 电路 或 元
件 的抗 干扰 能力 所决 定 ，各类 设备 结构 不 同 ，电路 不 同 ，元件 不 同 ，所 以抗 干扰 能力 也不 同 。通 常 容
８ Ｄ 图 形 显 示 ．３
（ ）Ｅｈｒｅ 网络 通信 （ Ｃ Ｃ结 构 ） ３ ｔｅｎｔ ＰＮ 。 在 ＮＵＭ 数控 系统 中还 提供 了诸 如 ：动 态 修 改
轴 组 、轴 同步 、 自定 义 Ｇ指 令 等 许 多 有 特 色 而 又
对 于复 杂 的加工 路径 ，Ｃ Ｃ可 以 预处 理 ６ Ｎ ０段 软 限位 、高 级语 言编 程 、比例 缩 放 、角度 偏置 、多
设 备之 间 由于磁 场耦 合 所产 生 的干扰 。
电磁 兼容 的主要 内容是 围绕造 成 干扰 的三要 素 模 电流产 生 ，或 者二 者兼 而有 之 。差模 电流发 射 源
进行 的 ，即 电磁骚 扰 源 、传 输 途径 和敏 感设 备 。
（ ） 电磁 骚扰 源 电磁 干扰 和电磁 骚扰 经 常被 备 、 电器 、电机 等 等 。耦 合 到 电源线 上 去 的所有 辐 Ｉ
性 （ ＥＭＣ ）是 指 ：电气 设 备 产 生 的 电磁 骚 扰 不 应 种 ：所 谓 有意 的是 指那 些必 须 发射 电磁 波 的 电子设 超 过其 预期 使用 场合 允许 的水平 ；设 备对 电磁 骚 扰 备 等 等 ；所谓 无意 的包 括计 算 机设 备 、 电力传 动设
应 有足 够 的抗 扰度水 平 ，以保证 电气 设备 在 预期使 备 、电力 电子 器件 组 成 的变流 装置 等 等 。 用 环境 中可 以正确 运行 。在 某种 程度 上 也可 以说 电 磁 兼 容性 （ ＥＭＣ ）是 研 究干 扰 和抗 干扰 的 问题 。
（ ）Ａ ｔ ｐｔｈ偏差 。 ４ ｎｉ ｉ － ｃ （ ）ｓ ５ ｉ 的加 速度 。 ｎ
（ ）传 输率 为 ３ ０ ｂ ｓ Ｉ ８４ ０ ／ 的串行 通信 １ 。 ３ （ ）传 输率 为 １５ ｂ ｓ 串行通 信 口。 ２ １ｋ／ 的
（ ）根 据不 同 的加工 路径 的精 确 速度控 制 。 ６ 程序 块 。
产 现场 的 电磁 环境 较恶 劣 ，系统 外各 种动 力 负载 的
■蟹● ２０ 年 第 ｌ ０３ 朋
图 ２ 电场 感 应 示 意 图
械 Ｉ 入 （ 加 －） 冷 １ －
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⑦强 电线 如 不 能与信 号线 分 开走 线 ，则强 电线
Ｂ
应采 用屏 蔽线 ，屏蔽 层应 可靠 接 地 。
术 条件 ” 中的 电磁 兼 容性 要求 。
（ ） 电压暂 降和 短时 中断抗 扰度 １
数 控 系统运
图 １ 机 床 数控 系统 组 成
行 时 ，在交 流输 入 电源任 意时 间 电压幅值 降为 额定
值 的 ７ ％ ，持 续 时 问 ５ ０ ｓ ０ ０ ｍ ，相 继 降落 问 隔 时 间 为 １ｓ ０ ；在 交 流 输 入 电 源 任 意 时 间 电压 短 时 中 断 针对 电磁 干 扰 的三个要 素 ，通 过抑制 电磁骚 扰
直流 伺服 驱动 器 ，步进 电机 驱动器 ，各种交 、直 流 系 为 ：
伺服 电机 ，步进 电机等 ；又包 含低 电压 、小 电流 的
控制 与信 号处理 设备 和传 感器 ，即弱 电设备 ，如工
控 机等 。强 电设 备产 生 的强烈 电磁 骚扰对 弱 电设备
的正常 工作 构成 极大 的威 协 。此 外 ，系 统所 在 的生
间 １ ｉ。试 验 时 ，数 控 系 统 能 正 常工 作 。② 数 控 源 ，这种 方 法称 为主 动屏蔽 。为 防止敏感 设备 受 噪 ｍｎ 系统运 行 时 ，在 Ｉ Ｏ信 号 、数 据 和 控 制 端 口 电缆 声 辐射场 的干扰 ，则应 该屏 蔽敏 感设 备 ，这种 方法 ／
上用耦 合 夹 加 入 峰 值 ｌ Ｖ，重 复 频 率 ５ Ｈ ｋ ｋ ｚ脉 冲 称 为被动 屏蔽 。屏 蔽按其 机理 可 分为 电场 屏蔽 、磁 场屏 蔽和 电磁 场屏蔽 。 群 ，时 间 １ ｉ。试 验 时 ，数 控 系统能 正常 工作 。 ｍｎ
成 了 电磁 干 扰 。 电磁 骚 扰源 有多 种 ，有 的来 自 自然界 ，有 的是
辐 射是 由高阻抗 的电场 源 比如单 极子 或 者低 阻 离 开源 的距 离 ，频率 和 源 的性质 。
（ ）敏 感设 备 电磁骚 扰可 以通 过传 导 、辐射 ３
种客 观存 在 ，只有在 影 响敏感 设备 正 常工作 时 才构 抗 磁场 源 比如变 压器 造 成 的。空 间场 的强 弱取 决 于
间进行 静 电放 电试验 ，接 触放 电电压 ６ Ｖ，空气 放 表 现 为 电场 ，电场屏 蔽是 抑制 噪声 源和 敏感 设备 之 ｋ
从机 床数 控 系统组 成来 看 ，如 图 １ 示 ，系统 电容问 的耦 合 ，图 ２中 ，干 扰 源 Ａ 和 受 感 应 物 Ｂ 所 的电位分 别为 Ｕ 和 ＵＢ ，那 么 Ｕ 和 问 的关 中既包 含 高 电压 、大 电流 的强 电设 备 ，如 各 种 交 、
５ 磁 场 屏 蔽 ．
式 中 ｃ —— Ａ、Ｂ之 间的 分布 电容 。 ｃ —— 受感 应物 对 地 电容 ， 的 电场感 应 ，可 能采 用的 方法 ｌ
① 增大 Ａ 、Ｂ的 距 离 ，以减 小 Ａ、Ｂ间 的分 布
当噪 声源 具有 低 电压 和 大 电流 性 能 时 ，其 辐射
通过 上式 可 以 看 出 ，为 了 减 弱 受 感 应 物 Ｂ上 场 主要表 现 为磁 场 ，磁场 屏 蔽是 抑制 噪声 源 和敏感
１ ．电磁 干 扰 的三要 素
（ ）传输 途径 电磁 骚扰 可 能 以电流 的形 式沿 ２ 电源 线 和 电缆传播 ，或是 以辐 射波 的形 式 通过 空 间 传 播 。传 导 发射 可 以 由差 模 电流产 生 ，也 可 以 由共 包括 同 一 电源 上 的 其 他 用 电设 备 ， 比如 计 算 机 设
易 受 电磁干 扰影 响 的敏感 设备 有计 算机 设备 等等 。
２ 数 控 系 统 电 磁 兼 容 性 要 求 ．
数 控系 统一 般在 电磁 环境 较恶 劣 的工 业现境 中能够 正常工 作 ，系统 必 须达 到 Ｊ ／ ８ ２ ２ ０ 机 床 数 控 系统 通用 技 Ｂ Ｔ ８ ３ － ０ １“
人 为造成 的。来 自 自然界 的电磁 骚扰 源 主要是 由雷 等各种 途径 传 输 到 设备 ，但 能 否对 设 备产 生 干扰 。
电产 生 的 大 气 噪 声 、宇 宙 射 电 噪 声 和太 阳 辐 射 等 影 响设 备 的正 常工 作 ，取 决 于 电磁骚 扰 的强度 和设
（ ）模 拟伺 服 的 自动 偏差 设定 。 ３
试 验 时正／ 负各 进行 ５次 ，数控 系 统应 能正 常工 作 。 即切 断辐射 电磁 噪声 的传 输途 径 ，通 常用金 属材 料 （ ） 电快速 瞬变 脉 冲群抗 扰度 ① 数控 系统运 或磁性 材料 把所 需屏 蔽 的区域 包 围起 来 ，使屏 蔽 体 ３