华中数控系统电磁兼容性

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1、摘要:结合华中数控系统，分析其电磁兼容性设计要求，利用滤波技术实现数控系统的电磁兼容性(}C)设计，以保证数控机床在电磁环境较恶劣的上业现场民时间、高强度、连续性使用。   关键词:数控系统;滤波技术;电磁兼容性设计 日前，稳定性、可靠性是数控机床的首要条件，而数控系统的稳定性、可靠性则是保证数控机床稳定、可靠运行的重要条件。因此，为了保证数控系统及数控机床正常上作，特别是在我国电网质量波动比较大的情况下，数控系统的电磁兼容性(EMC)设计更为重要。电磁兼容性(EMC)是指:数控系统在其电磁环境中能正常运行且不对该环境中任何事物构成不能承受的电磁骚扰的能力

2、。   为了保证数控系统能正常上作，在数控系统电磁兼容性设计中，通常采用接地技术、屏蔽技术及滤波技术，并且滤波技术是卞要技术。现结合华中数控系统，来谈谈如何利用滤波技术实现数控系统的电磁兼容性(ENIC)设计。1数控系统电磁兼容性设计要求   为了保证数控系统在电磁环境较恶劣的上业现场，民时间、连续性正常使用，系统必须达到JB/T8832-2001“机床数控系统通用技术条件”中的电磁兼容性要求。   数控系统运行时，按照GB/T17626的规定，进行静电放电抗扰度试验，电快速瞬变脉冲群抗扰度试验，浪涌(冲击)抗扰度试验，电压折降和短时中断抗扰度试验，试验中

3、数控系统能正常运行。2数控系统电磁EMC设计中的滤波技术   在数控机床系统中，既有高电压、大电流的强电设备，又有低电压、小电流的控制与信号处理设备和传感器等弱电设备。强电设备上作过程中产生的强烈电磁干扰对弱电设备的正常上作构成极大的威胁。除此之外，生产现场的电磁环境较恶劣，系统外各种动力负载、供电系统等都会对弱电设备的正常上作造成干扰，从而造成整个系统瘫痪。为了保证数控系统能正常上作，通常采用接地技术、屏蔽技术、滤波技术，并且在数控系统电磁兼容性设计中卞要采用滤波技术。   滤波技术卞要用于电源干扰和信号线干扰抑制。滤波器是由电感、电容、电阻或铁氧体器件

4、构成的频率选择性网络，可以插入传输线中，抑制不需要的频率进行传播，从而实现抑制沿导线传输的传导干扰。2.1电源干扰抑制2.1.1采用电源滤波器抑制电源线传输电磁干扰   电源滤波器的作用是双向的，它不仅可以阻比电网中的噪声进入设备，也可以抑制设备产生的噪声污染电网。图1所示为华中数控系统中常用的电源线滤波器，电感L1和电感L2同时绕在一个磁芯上，这两个电感在电流的通过上是4_补的，用来衰减共模干扰。电容CX被用来衰减差模干扰，电容CY被用来衰减共模干扰。CY必须有较高的耐压值，CY的容值还受到对滤波器所允许的漏电流大小的限制，一般CY选用2.2n#/200

5、0v的高压瓷片电容，CX选用100n#/1000v的瓷片电容,R选1MS2/1w的金属膜电阻。   在实际运用的电源滤波器并非是一个理想的低通滤波器，滤波器的实际频率特性如图2所示，从中可以看出，普通电源滤波器不能有效抑制快速瞬变脉冲干扰。   电源滤波器设计应遵循滤波器一般安装在机柜底部交流电线入口处的原则;电源进线须经过熔断器和电源开关等器件后才能接到滤波器，该段电源线应采取屏蔽措施;滤波器金属外壳最好直接安装在靠近接地端子的机柜上;滤波器的输入、输出线宜采用双绞线并且应分开布置，避免平行走线、步困扎一起等。 吸收式滤波器设计应遵循电缆或导线应尽量与铁

6、氧体磁环内径紧密接触的原则;导线以同样方向和圈数绕在磁环上，绕的圈数越多，滤波效果越好，一般在强电设备(伺服驱动器、变频器)的输入侧为45圈，但输出侧的圈数必须不超过4圈以下，如图3所示;磁环与电源滤波器串联使用构成EMC滤波器，滤波效果更佳;在用磁环抑制直流电源和信号线共模噪声电流时，最好把同回路正负电源线或正负信号线都穿过磁环;磁环比较适用于低阻抗电路等。2.1.3采用隔离变压器供电，有效抑制电源中的脉冲串、雷击浪涌干扰   隔离变压器是一种用得非常)‘一泛的电源线抗干扰设施，它最基本的作用是实现电路与电路之间的电气隔离，从而解决地线环路电流带来的设备

7、与设备之间的干扰，同时，隔离变压器对于抗共模干扰也有一定的作用，隔离变压器对瞬变脉冲串和雷击浪涌干扰能起到很好的抑制作用。隔离变压器常用类型有:简单隔离变压器、带屏蔽层的隔离变压器、超级隔离变压器。采用隔离变压器应遵循的原则是一般选用带屏蔽的隔离变压器，特殊场合才选用超级隔离变压器;屏蔽层的连接线必须粗、短、直并且接地;初级进线与次级出线要分开布置，避免平行走线才困在一起，次级出线最好选用双绞线;隔离变压器对雷击浪涌高压脉冲具有良好的抑制作用，交流电源变压器加上浪涌抑制器件后就变成防雷变压器;如图4所示;与磁环等配合使用，可以有效的抑制快速瞬变脉冲串干扰。

8、图4中避雷器即气体放电管，浪涌吸收器用压敏电阻，变压器带有屏蔽层，