机械电子设备中的电气干扰及抗干扰研究

机械电子设备中的电气干扰及抗干扰研究

朱亚龙

伊吾广汇矿业有限公司  

摘要：近些年，在社会发展下，带动了我国科学技术水平的进步，当今，机械电子设备在社会中的应用越来越广泛，使用部门应该确保其稳定运行，有效规避各种电气干扰。文章从机械电子设备中的电器干扰概述角度出发，对干扰的形成原因、类型以及传播途径进行了介绍，并列举了当前常见的抗干扰技术，以期为有关部门提供参考。

关键词：机械电子设备；电气干扰；抗干扰

引言

干扰问题是机电设备设计和使用过程中必须考虑的重要问题。通常我们所说的干扰是电气的干扰。在设备的工作环境中，存在大量的电磁信号，如电网的波动、强电设备的起停、高压设备和开关的电磁辐射等。当它们在系统中产生电磁感应和干扰冲击时，往往会扰乱机械电子设备的正常运行，轻者造成系统的不稳定，重者会引起控制系统死机或误动作造成设备损坏或人身伤亡。

1机械电子设备的电气干扰形成的原因

1.1电源干扰

电源通常能产生具备较多表现形式的干扰，有较强的变化性。从理论层面分析，能把此类干扰划分成两大类，即差模干扰以及共模干扰。1）差模干扰即正态干扰、对称干扰或者串模干扰，基本都会在同一个电源路中发生此类干扰。2）共模干扰即不对称干扰或者共态干扰，此类干扰的形成主要取决于大地与电源输入线间电压差。在具体的机械电子设备使用过程中，差模干扰与共模干扰之间时常会发生互相转换的状况，通常不必过分严格地划分这两类干扰，重点对其影响机械电子设备的程度、方式等展开深入探讨即可。

1.2 电磁干扰

除了电源干扰，还有电磁干扰，也即在混合电磁的大环境下，机械电子设备会受到电磁方面的干扰。主要有传导与辐射两种干扰。辐射干扰直接通过电磁波产生辐射;传导干扰就可以直接受到公共阻抗。此外，这两种类型也可以互相转换。

1.3屏蔽抗干扰

想要机械化的正常生产，就需要解决出现的电气干扰，电气干扰主要通过电和磁造成干扰，因此通常情况下采用的方法是屏蔽，将屏蔽设备放在电子设备的四周，对设备的电磁能进行干扰，同时也要保证机械设备不受到影响。信息化时代的到来，电子设备的广泛运用，用屏蔽来抗击干扰的方法最为常见。由于环境的不同，为了不影响其他设备的正常工作，所以也有不同的抗干扰方法。常用的抗干扰方法有静电、双层、编制、金属隔网等。屏蔽抗干扰主要的工作原理是抑制电磁干扰，磁场会有高频和低频之分，它在低频磁场中抗干扰能力较强，效果较好。高导磁材料主要运用在电阻较小的屏蔽体内，将它放置其中，就可以进行干扰，屏蔽信号。高导磁材料是制作复合屏蔽电缆的重要原材料，它由三层组成，最里面是由铜质的铁磁构成，中间一层铁磁构成，但磁导率较高，最外层是由低磁导率的铁磁但同时也要满足高饱和。由于每一层都设置了干扰磁片，当它进行工作时，干扰信号也会越来越弱，从而达到干扰磁场的效果，最终屏蔽信号。

2常见的抗干扰技术

2.1滤波

滤波器设备的结构属于网络结构，其主要的构成部分包括了分布参数对应电容、电阻以及电感，可以将滤波器用到对中频、低频电气干扰加以抑制的工作中。该设备能有效归类和识别信号频率，因此，能通过的频率仅仅属于滤波器自身允许范围中的对应频率，这便能有效地将电气干扰排除掉。有关人员需要明确，能否选择最合适的滤波器将直接影响到排除干扰的最终成效。对常用 1r 滤波器、T 滤波器、L 滤波器以及 C 滤波器而言，一部分滤波器能有效将高频纹波滤除掉，一部分滤波器能有效将低频纹波滤除掉。有关人员在对滤波器进行选择的时候，应当优先对干扰仪器加以使用，以便得到干扰波幅值以及干扰源频谱等，随后针对性地进行筛选。需要明确的是，如果机械电子设备的电源为直流电源，便应当将并联电容安装于电源位置，从而过滤电源位置出现的高频纹波。

2.2隔离

隔离就是利用隔离元器件将干扰源隔离 , 来防止干扰窜入设备 , 进而保证机电设备的正常运行。常见的隔离方法有光电隔离、变压器隔离和继电器隔离等。光电隔离为媒介传输电信号，有着良好的隔离作用，能有效地抑制系统噪声并且接地回路的干扰。变压器隔离则是一种用得相当广泛的电源线抗干扰元件 , 可以解决地线环路电流带来的设备与设备之间的干扰 , 同时隔离变压器对于抗共模干扰。对于交流信号的传输 , 一般使用变压器隔离干扰信号。继电器由线圈和触点组两部分组成，并且两者在电气上没有联系。因此 , 可以利用继电器的线圈接受电气信号 , 而用触点发送和输出信号 , 从而避免强电和弱电信号之间的直接联系 , 实现了抗干扰隔离。

2.3接地抗干扰

该种抗干扰方法主要是未来有效确保电子设备能够得到有效的使用，该种方式能够有效的防止电源干扰影响机械电子设备，同时还可以避免偶发性的电压冲击损害电子设备。接地抗干扰系统主要包含系统地、屏蔽地、交流地、保护地等，但是由于接地十分混乱，势必会对机械电子设备的有序运行和安全性造成直接性影响。机械电子设备地线主要分为三条不同的类型，其一，连接机壳，和交流电源地线之间相互连接; 其二，与电动机、继电器等设备相互连接; 其三，与信号设备、数字接收器相互连接。机械电子设备利用交流电源进行供电的时候，应将保护地线和电源地线相对接，确保不会因为公共地线电位不均匀而造成干扰。

2.4屏蔽

此项抗干扰技术属于应用最为普遍的一项技术，其主要是借助导电性较为良好的金属材料对全封闭的壳体进行制作，此类壳体能对电子设备中电磁能量加以限制，从而避免此类能量越到规定区域的外部。与此同时，此类壳体也能被用到对外部电磁能量的进入加以阻止。当前的屏蔽技术已经发展得较为良好、完善，主要包括的屏蔽技术如下。1）双层屏蔽，此类技术多被应用于高电路灵敏度以及强干扰电场中。2）静电屏蔽，此类技术重在使屏蔽体的单端进行接地。应用上述屏蔽技术的时候，有关人员应该关注到，外屏蔽层以及内屏蔽层间只可以有一个连接点，同时二者间距应该拉大，避免降低屏蔽效果。3）包扎屏蔽、编织屏蔽以及金属皮屏蔽多适用于传输信号的状况下。可以对这三类技术进行组合应用或者单独应用，其也具备各自适用的情形，其中：包扎屏蔽与金属皮屏蔽主要会被用到对射频类信号进行屏蔽；而编织屏蔽主要会被应用到对低频信号进行屏蔽。

结语

综上所述，我们的社会获得了长足的发展，已经进入了一个属于信息化时代，当前的机械电子设备的应用范围也越来越广，应用的场所也越来越多，应用的目的也越来越丰富，所以我们在日常使用中，一定要保证机械电子设备自身运行的正常性与稳定性，在岗的技术人员也需要时刻关注运行情况并根据目前的具体的情况选择一个或者多个正确有效措施，以便于全面排除机械设备中的电气干扰。想要完全排除干扰，还需要相关技术人员作进一步地探索，可以因地制宜、因时制宜地科学合理选择抗干扰措施，结合实际的情况，对不同的方式方法进行多元地结合，进而可以确保机器能够正常运转。

参考文献

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