电气干扰与抗干扰ppt课件

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3.4屏蔽 屏蔽是限制内部的电磁能量越出某一区域和防
止外来的能量进入某一区域。一般常用于限制隔离和衰减 辐射干扰，屏蔽的实质是由具有良好导电性能的金属材料 制成的一个全封闭的壳体。 常见的措施有将器件装入软磁材料（如铁板）制成的金属 壳内。 还有广泛采用屏蔽电缆传递电信号。①屏蔽体单端接地， 有时也称为静电屏蔽。②当干扰电场很强而电路灵敏度又 高时，可采用双层屏蔽。注意： 内外屏蔽层之间只能一点 连接，且要加滤波电路，两层之间距离应尽可能大。③传 输线用电缆进行可采用编织、包扎、金属皮屏蔽三种屏蔽 方式。编织电缆柔性好，易弯曲， 寿命长， 直流电阻少， 在低频应用较好，包扎电缆由螺线组成， 适合在视频使用。 缺点是有电感， 金属屏蔽电缆外加料层， 隔离性强， 作 用距离长，柔性小，适用于射频。它们几种也可以组合。
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3.常见的抗干扰措施
根据电气干扰的来源和干扰途径，常用的 抗干扰措施有：科学布局、滤波、电气隔 离、屏蔽、接地、合适的信号传递方式。
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3.1科学布局
科学布局的方法包含通过选择合适的安装 地点来降低设备所收的外界干扰，和合理 对设备布局来增强设备的抗干扰能力。
离干扰源越远所收到辐射的能量越小，导 线越短时所收到的辐射干扰越小。
电气干扰与抗干扰
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前言
本次讲座为电气信号传递过程中所受的干 扰进行分析讨论并介绍常见的信号传递的 抗干扰措施。有的地方有称做电磁兼容和 电磁干扰（EMC或EMI)。
电气干扰所涉及面非常广，关于这方面的 书籍有很多。我们只能做简要的介绍。电 气干扰可以分为两类：受外界的干扰和对 外界的干扰。同样抗干扰措施也是围绕这 两个方面展开的。抗干扰措施还包含如何 抵御外部的干扰，和如何降低自身各部分 间的相互干扰。
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2．2 电磁干扰
在介绍电磁干扰之前，我们先介绍电磁兼容。 （ Electromagnetic Compatibility 简称EMC）。电磁 兼容( EMC) 最浅显的解释是“电磁环境中共存的 能力”。
电磁干扰进入设备可分为二大类、即传导和辐射。 辐射干扰：干扰信号是通过电磁波辐射传播的。 传导干扰：干扰信号是通过干扰源和被干扰设备 之间的公共阻抗进行传播的。以上二种干扰传播 方式可能互相转换，辐射干扰可以通过导线转换 成为传导干扰，而传导干扰又可通过导线形成辐 射干扰。
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我国工频电采用的标准是50Hz，但是在电 网中由于使用各种用电设备带来的各种干 扰源会使电源波形发生畸变，电源中会含 有多种高次谐波，高次谐波容易使电机颤 振、用电设备过热，从而使设备不能正常 运转。直流电源也不是理想的直流电源， 存在纹波，而很多电子器件对需要限制， 纹波超出限定值会使设备不能正常工作。
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（一）干扰源： 1.电源干扰 电源干扰是一种很复杂的干扰, 产生的原因是多样的,并包括了许多可变的 因素，反映出干扰的形式也是多种多样， 但从干扰的方式上可归为共模干扰和差模 干扰两类。共模干扰是由电源输入线对大 地或中线对大地之间的电压差所形成的。 对于三相电源而言，共模干扰存在于任何 一相与地之间。共模干扰又称共态干扰、 对地干扰和不对称干扰。差模干扰存在于 电源线间、线与中线间，对于三相电源还 存在于相线与相线之间。
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3.5 接地。接地的作用概括起来只有两种：保护
人和设备不受损害的保护接地和为了抑制电磁干 扰的接地即工作接地。在此只讨论工作接地的问 题，工作接地是为了使变频控制系统及与之相连 的仪表均能可靠运行并保证测量和控制精度而设 的接地。在高压变频器信号传递中需要考虑信号 回路接地、屏蔽接地，高压变频器用于石化或其 他防暴系统中还有本安接地的问题。 信号回路接地，如各变频器的负端接地，开关信 号的负端接地等。信号地的处理原则上不允许各 变送器和其他的传感器在现场接地，而应都将其 负端在变频器端子处一点接地。但在有些场合， 现场必须接地，这时必须注意原信号的输入端子 （上双端）绝对不允许和变频控制系统的接地线 有任何电气连线，而变频控制系统在处理这类信 号时，必须在前端采用有效的隔离措施
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对于220V交流电源我们推荐图1.[3]所示电路图滤 除高次谐波。此图是一50Hz带通滤波器。咱们公 司的低压无功补偿器可以看作低通滤波器，电抗 和电容串联的设备是带阻滤波器（现在可画草图 看看）。
用直流作电源的电子器件在电源处并联一个 1000p—1u的电容可以滤除直流电源中存在的高频 纹波。
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3.3隔离 经导线传输是干扰传输的主要方
式，经导线引入表现为干扰经电源线、信 号线、控制线入侵。经电源线入侵我们已 经在前面介绍。经信号线和控制线入侵的 干扰一般可以采用光电器件隔离或脉冲变 压器隔离。对模拟输入信号，还可以用专 门隔离放大器隔离，我们将信号的输入回 路与主回路在电气上隔离。利用光或磁来 耦合输入信号。光电耦合和变压器隔离已 经为广大工程技术人员所熟悉。在我们公 司能见到的隔离器件为光耦TCP521和可控 硅中采用的隔离隔离变压器。
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(1) 干扰传播方式 干扰源传播途径和传播的方式通 过干扰的耦合通道来完成，干扰耦合通道主要有 二种，一种是金属导线,即传导干扰。另一种是通 过空间场，即辐射干扰。
(2) 干扰的耦合方式 ①共阻抗耦合当两个设备的电 流流经一个公共阻抗时，电流在阻抗上产生的电 压降会影响到另一个设备。②电感性耦合又称电 磁耦合或磁场耦合，它是由两个电路之间的互感， 使一个电路的电流变化并通过磁场链影响到另一 个电路。③电容性耦合又称为静电耦合或电场耦 合，它是由于二个电路之间存在着分布电容，使 一个电路的电荷影响另一个电路，如印制线路板 上的印制电路之间，变压器初、次级之间，都会 存在这种分布电容，通过电容干扰传播到设备内。
可以通过远离干扰源的方式，发现较强的 干扰源，在条件允许的情况下远离干扰源。
尽量缩短设备见的连线，信号线越短越不 容易收到外界的干扰。
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3.2 滤波是利用ห้องสมุดไป่ตู้波器来抑制传导干扰，大部分
用于抑制低频或中频干扰，抑制的频率可达 300MHz。滤波器是由集中参数的电阻、电感和电 容，或者是分布参数的电阻、电容和电感构成的 一种网络，这种网络只允许某些频率通过，而阻 止其它的频率通过以达到抑制电磁干扰的目的 。 常用的滤波器有T 型滤波器，π型滤波器，L 型滤 波器及C 型滤波器、电容低通滤波器和电感低通 滤波器等。在采用滤波方法抑制传导干扰时，首 先要了解干扰源的频谱，干扰源在频带中的分布 情况，干扰波的幅值等，可以通过干扰仪器来检 测，获得干扰源的频带分布和幅值，有针对性地 选择滤波器的种类或者针对性地设计滤波器。