試論機(jī)械電子設(shè)備中的電氣干擾及抗干擾措施

鄒航宇 陳福磊

摘要：機(jī)械電子設(shè)備中存在著大量電子管及晶體管等電氣元件，這也造成了在電子設(shè)備運(yùn)行時(shí)內(nèi)部電氣元件會(huì)受到電氣干擾，進(jìn)而影響電子設(shè)備的正常運(yùn)行，并且電氣干擾問題往往發(fā)生頻繁，并且隨機(jī)性較大。如何才能提高機(jī)械電子設(shè)備的抗干擾能力，是相關(guān)技術(shù)人員一直在研究和解決的方向。本文就是對(duì)機(jī)械電子設(shè)備中電氣干擾因素做出的分析，并且在此基礎(chǔ)上提出一些相應(yīng)的抗干擾措施。

關(guān)鍵詞：機(jī)械電子設(shè)備;電氣干擾;抗干擾措施

Abstract： there are a large number of electronic components such as electronic tubes and transistors in mechanical and electronic equipment， which also leads to the internal electrical components will be subject to electrical interference in the operation of electronic equipment， thus affecting the normal operation of electronic equipment， and electrical interference problems often occur frequently， and the randomness is large. How to improve the anti-interference ability of mechanical and electronic equipment is the direction that relevant technicians have been studying and solving. In this paper， the electrical interference factors in mechanical and electronic equipment are analyzed， and on this basis， some corresponding anti-interference measures are proposed.

Key words： mechanical and electronic equipment; Electrical interference; Anti-interference measures

一、機(jī)械電子設(shè)備出現(xiàn)電氣干擾的因素

（一）電壓對(duì)信號(hào)線或地線的干擾因素

在機(jī)械電子設(shè)備的使用中，其電源使用的是三相電源，同時(shí)電源的地線與信號(hào)線附近存在較大電壓差時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)電氣干擾的現(xiàn)象，這種干擾也成為共模干擾。另外當(dāng)機(jī)械電子設(shè)備的附近存在大功率輻射設(shè)備時(shí)，也會(huì)對(duì)機(jī)械電子設(shè)備的電路造成電流的干擾，通常產(chǎn)生共模干擾問題的頻率都在1.5MHz以上。

還有一種由于電壓引起的電氣干擾就是機(jī)械電子設(shè)備自身線路之間產(chǎn)生的干擾電壓，通常是因?yàn)榫€路之間的阻抗不均，在電流傳輸?shù)倪^程中，因?yàn)椴煌l率的不同導(dǎo)致兩種分量互相轉(zhuǎn)化，進(jìn)而讓線路之間區(qū)域產(chǎn)生干擾電壓，這種干擾也稱作差模干擾。這類情況往往出現(xiàn)于同一線路的電動(dòng)機(jī)或開關(guān)上，并且產(chǎn)生差模干擾的頻率一般低于1.5KHz。機(jī)械電子設(shè)備的電源受到這類電壓的干擾，會(huì)出現(xiàn)高次諧波效應(yīng)，進(jìn)而讓機(jī)械電子設(shè)備出現(xiàn)高溫，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)導(dǎo)致電子設(shè)備失靈等問題。

（二）電磁對(duì)機(jī)械電子設(shè)備的干擾因素

電磁干擾是機(jī)械電子設(shè)備出現(xiàn)電氣干擾的重要干擾因素，機(jī)械電子設(shè)備在運(yùn)行時(shí)，電流或電壓在特定的情況下就會(huì)產(chǎn)生電磁干擾。這些特定情況通常是由于自然環(huán)境和人為干擾產(chǎn)生的，自然環(huán)境中存著這許多自然界噪聲，比如天電噪聲、宇宙噪聲，這些自然界的噪聲對(duì)衛(wèi)星、空間站以及導(dǎo)彈的電子設(shè)備造成電磁干擾，進(jìn)而影響電子設(shè)備的正常工作;而人為干擾通常是因?yàn)殡姍C(jī)或其他產(chǎn)生電磁能量的設(shè)備引起的，在電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)中會(huì)產(chǎn)生電磁能量，其他機(jī)械電子設(shè)備處于該范圍內(nèi)就會(huì)受到影響，進(jìn)而導(dǎo)致運(yùn)行故障或控制失靈的問題發(fā)生。

二、提升機(jī)械電子設(shè)備抗干擾能力的措施

（一）通過濾波器進(jìn)行特定波段頻率的過濾

對(duì)于因?yàn)樘囟úǘ晤l率引起的電氣干擾來說，可以通過在機(jī)械電子設(shè)備上增加濾波器的方法來解決。濾波器又根據(jù)其過濾的信號(hào)頻段的不同加以區(qū)分，主要分為低頻段濾波器、高頻段濾波器、帶阻濾波器等。在濾波器的選擇上，可以根據(jù)機(jī)械電子設(shè)備出現(xiàn)電氣干擾時(shí)的頻段來加以選擇，因此在出現(xiàn)電氣干擾時(shí)，檢測人員應(yīng)該對(duì)干擾源的頻段信息進(jìn)行檢測，根據(jù)實(shí)際情況加裝有針對(duì)性的濾波器，這樣才能保證濾波器的有效性。

在進(jìn)行濾波器的使用時(shí)，還需要注意一些技術(shù)細(xì)節(jié)，首先應(yīng)該保證機(jī)械電子設(shè)備上的電纜端口處提前預(yù)留安裝位置，這樣才能保證加裝濾波器后不會(huì)接觸地線，進(jìn)而避免產(chǎn)生共模干擾。應(yīng)將加裝濾波器的線路與未安裝濾波器的線路分別放置，這樣可以避免未濾波的線路污染濾波線路，最終讓整體濾波工作失效的問題。濾波器與機(jī)械電子設(shè)備的面板連接線要保證較短，縮短濾波器與面板之間的連接距離可有效保證信號(hào)在經(jīng)過連接線的過程中不會(huì)受到其他電氣元件的影響。

（二）架設(shè)屏蔽體提高機(jī)械電子設(shè)備的抗干擾性

屏蔽體就是通過一些導(dǎo)電性較好的材料制成封閉的外殼，通過外殼的特殊結(jié)構(gòu)將外界電場干擾隔離在殼體之外。這種外殼結(jié)構(gòu)的安裝要求較低，主要安裝標(biāo)準(zhǔn)就是在電容耦合區(qū)域安裝接地的金屬導(dǎo)體，保證屏蔽體與地面連接，進(jìn)而將屏蔽體上的電流倒入地面，保證屏蔽體內(nèi)干擾電壓為0，進(jìn)而達(dá)到阻隔耦合通道的目的。

在一些存在高頻電磁場的區(qū)域，也可以通過架設(shè)屏蔽體的方式來幫助機(jī)械電子設(shè)備抵抗電磁干擾。其主要布置方式如下，首先根據(jù)機(jī)械電子設(shè)備的大小架設(shè)冰屏蔽體，保證屏蔽體導(dǎo)電的連續(xù)性，由于電磁的屏蔽不需要屏蔽體接地，所以對(duì)屏蔽體是否連接有接地導(dǎo)體沒有要求，但是需要保證屏蔽體的完整性。因?yàn)槠帘误w內(nèi)部的機(jī)械電子設(shè)備需要通風(fēng)散熱，所以在屏蔽體上勢必要設(shè)置通風(fēng)口，這些開口會(huì)破壞屏蔽體的導(dǎo)電連續(xù)性，所以應(yīng)該通過加裝金屬篩網(wǎng)或?qū)щ姴嫉确绞教岣唛_口位置的屏蔽能力，在屏蔽體材料的選擇上，應(yīng)該優(yōu)先考慮抗壓能力和屏蔽能力較高的材料。

（三）做好機(jī)械電子設(shè)備內(nèi)部的電氣隔離工作

應(yīng)該做好機(jī)械電子設(shè)備內(nèi)部各分支電路與整個(gè)電氣系統(tǒng)的隔離工作，保證電源與用電回路的隔離。由于導(dǎo)線是電氣干擾的主要產(chǎn)生環(huán)境，做好電氣隔離工作可以保證各分支電路之間不產(chǎn)生干擾。用電回路如果未經(jīng)過電氣隔離，而直接連接電源，在出現(xiàn)某個(gè)電路短路時(shí)，就會(huì)影響整個(gè)用電回路，進(jìn)而對(duì)其他電路造成破壞。做好電氣隔離工作，可以保護(hù)整個(gè)電網(wǎng)安全，再通過監(jiān)測裝置對(duì)電路的絕緣情況進(jìn)行監(jiān)測，出現(xiàn)接地短路的情況就會(huì)及時(shí)的發(fā)出提醒，進(jìn)而保證維修人員可以及時(shí)的進(jìn)行維護(hù)。

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作者簡介：

鄒航宇（1996-），男，漢，四川省內(nèi)江市，本科，研究方向：機(jī)械電子工程。

陳福磊（1996-），男，漢，四川省德陽市，本科，研究方向：應(yīng)用物理。