基于屏蔽技術(shù)的華中數(shù)控系統(tǒng)EMC設(shè)計(jì)
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1 數(shù)控系統(tǒng)電磁兼容性設(shè)計(jì)要求
為了保證數(shù)控系統(tǒng)在電磁環(huán)境較惡劣的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)，長(zhǎng)時(shí)間、連續(xù)性正常使用，系統(tǒng)必須達(dá)到JB/T 8832-2001“機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)通用技術(shù)條件”中的電磁兼容性要求。
1.1 靜電放電抗擾度試驗(yàn)
數(shù)控系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，按照GB/T 17626.2 的規(guī)定，對(duì)操作人員經(jīng)常觸及的所有部位與保護(hù)接地端子（PE）間進(jìn)行靜電放電試驗(yàn)，接觸放電電壓為6kV，空氣放電電壓為8kV，試驗(yàn)中數(shù)控系統(tǒng)能正常運(yùn)行。
1.2 電快速瞬變脈沖群抗擾度試驗(yàn)
數(shù)控系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，按照GB/T 17626.4 的規(guī)定，分別在交流供電電源端和保護(hù)接地端（PE）之間加入峰值2kV、重復(fù)頻率 5kHz 脈沖群，時(shí)間1min；在I/O 信號(hào)、數(shù)據(jù)和控制端口電纜上用耦合夾加入峰值1kV，重復(fù)頻率5kHz 脈沖群，時(shí)間1min。試驗(yàn)時(shí)，數(shù)控系統(tǒng)能正常運(yùn)行。
1.3 浪涌（沖擊）抗擾度試驗(yàn)
數(shù)控系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，按照GB/T 17626.5 的規(guī)定，分別在交流輸入電源相線之間疊加峰值為1kV 的浪涌（沖擊）電壓；在交流輸入電源相線與保護(hù)接地端（PE）間疊加峰值為2kV 的浪涌（沖擊）電壓。浪涌（沖擊）重復(fù)率為1 次/min，極性為正/負(fù)極。試驗(yàn)時(shí)正/負(fù)各進(jìn)行5次，數(shù)控系統(tǒng)應(yīng)能正常運(yùn)行。
1.4 電壓暫降和短時(shí)中斷抗擾度試驗(yàn)
數(shù)控系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，按照GB/T 17626.11 的規(guī)定，在交流輸入電源任意時(shí)間電壓幅值降為額定值的70%，持續(xù)時(shí)間500ms，相繼降落間隔時(shí)間為10s；按照GB/T 5226.1―1996 中4.3 的規(guī)定在交流輸入電源任意時(shí)間電壓短時(shí)中斷3ms，相繼中斷間隔時(shí)間為10s。電壓暫降和短時(shí)中斷各進(jìn)行3 次，數(shù)控系統(tǒng)應(yīng)能正常運(yùn)行。
2 數(shù)控系統(tǒng)電磁EMC設(shè)計(jì)中屏蔽技術(shù)
在數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)中，既有高電壓、大電流的強(qiáng)電設(shè)備，又有低電壓、小電流的控制與信號(hào)處理設(shè)備和傳感器等弱電設(shè)備。強(qiáng)電設(shè)備工作過(guò)程中產(chǎn)生的強(qiáng)烈電磁干擾對(duì)弱電設(shè)備的正常工作構(gòu)成極大的威脅。除此之外，生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的電磁環(huán)境較惡劣，系統(tǒng)外各種動(dòng)力負(fù)載、供電系統(tǒng)、大氣中騷擾等都會(huì)對(duì)控制弱電設(shè)備造成干擾，使其不能正常工作，從而造成整個(gè)系統(tǒng)癱瘓。為了保證數(shù)控系統(tǒng)能正常工作，屏蔽技術(shù)是數(shù)控系統(tǒng)電磁兼容性設(shè)計(jì)中通常采用的三種技術(shù)措施之一。
屏蔽技術(shù)用來(lái)抑制電磁噪聲沿著空間的傳播，即切斷輻射電磁噪聲的傳輸途徑。通常用金屬材料或磁性材料把所需屏蔽的區(qū)域包圍起來(lái)，使屏蔽體內(nèi)外的“場(chǎng)”相互隔離。屏蔽按其機(jī)理可分為電場(chǎng)屏蔽、磁場(chǎng)屏蔽和電磁場(chǎng)屏蔽。
2.1 電場(chǎng)屏蔽
當(dāng)噪聲源是高電壓、小電流時(shí)，其輻射場(chǎng)主要表現(xiàn)為電場(chǎng)，電場(chǎng)屏蔽是抑制噪聲源和敏感設(shè)備之間由于存在電場(chǎng)耦合而產(chǎn)生的干擾。
2.1.1 電場(chǎng)屏蔽的機(jī)理
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評(píng)論