【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 應(yīng)的地線稱為屏蔽地線。在低阻抗網(wǎng)絡(luò)中，低電阻導(dǎo)體可以降低干擾作用，故低阻抗網(wǎng)絡(luò)常用作電氣設(shè)備內(nèi)部高頻信號(hào)的基準(zhǔn)電平（如機(jī)殼或接地板），連接時(shí)應(yīng)標(biāo)明符號(hào)“ ”，公共基準(zhǔn)電位的連接應(yīng)使單獨(dú)點(diǎn)盡可能靠近 PE端子直接接地或連接它自己的外部（無(wú)噪聲）大地導(dǎo)體端子。設(shè)備中的 “ ”端子一般作為屏蔽地。 第 8章 數(shù)控系統(tǒng)的電磁兼容設(shè)計(jì) 1．屏蔽電纜的選擇 屏蔽電纜的種類很多，一般可分為普通屏蔽線，雙絞屏蔽線，同軸電纜。普通帶編織層的多芯電纜具有電場(chǎng)屏蔽作用，雙絞屏蔽線其總屏蔽層可以抑制電場(chǎng)干擾，雙絞線可以抑制磁場(chǎng)干擾。 （ 1）普通屏蔽線 適用于工作頻率 30kHz以下，特殊情況可用到幾百 kHz。普通屏蔽線用于輸入 /輸出信號(hào)線、模擬信號(hào)線、脈沖式接口驅(qū)動(dòng)器控制信號(hào)線（線長(zhǎng) ≤ 2m）、計(jì)算機(jī)串行通信線（線長(zhǎng) ≤ 2m）、電源線、電動(dòng)機(jī)強(qiáng)電線。 第 8章 數(shù)控系統(tǒng)的電磁兼容設(shè)計(jì) （ 2）雙絞線和屏蔽雙絞線 適用于工作頻率 100kHz以下，特殊情況可用到幾百 kHz，雙絞線具有較好的磁場(chǎng)屏蔽性能。雙絞線用于直流電源線、小功率交流電源線（＜ 1kW ）。屏蔽雙絞線用于編碼器信號(hào)線、高頻信號(hào)線、脈沖接口式驅(qū)動(dòng)器控制信號(hào)線（線長(zhǎng)＞2m），計(jì)算機(jī)串行通信線（線長(zhǎng)＞ 2m）。 （ 3）同軸電纜 適用于工作頻率 1000MHz以下。 （ 4）雙重屏蔽電纜 在系統(tǒng)中，如果采用一根電纜同時(shí)傳輸模擬信號(hào)和高頻數(shù)字信號(hào)，則必須采用各自屏蔽線外再包一層總屏蔽的雙重屏蔽電纜，這種電纜能防止電纜內(nèi)部信號(hào)線間的干擾。 第 8章 數(shù)控系統(tǒng)的電磁兼容設(shè)計(jì) 2．屏蔽電纜接地設(shè)計(jì)要點(diǎn) （ 1）對(duì)于低頻電路（ f＜ lMHz），電路通常是單端接地，屏蔽電纜的屏蔽層也應(yīng)單端接地，單端接地對(duì)電場(chǎng)起到主動(dòng)屏蔽的作用，也能起到被動(dòng)屏蔽作用。但對(duì)磁場(chǎng)沒(méi)有屏蔽作用。 （ 2）當(dāng)電纜的長(zhǎng)度 l＜ （ λ =v/f,l是傳輸線中信號(hào)的波長(zhǎng)， v是信號(hào)的傳輸速度， f是信號(hào)的頻率）時(shí)，則要求單點(diǎn)接地。無(wú)論是單芯或是多芯屏蔽電纜，在電源和負(fù)載電路中，一端為接地點(diǎn)，另一端與地絕緣，其中接地點(diǎn)就是屏蔽層的接地。一般均在輸出端接地。這種連接不存在接地環(huán)路，屏蔽效果好，這是電纜層屏蔽最佳接地形式，也可在輸入端接地，如圖 、 。 第 8章 數(shù)控系統(tǒng)的電磁兼容設(shè)計(jì) U s U s圖 低頻電路的屏蔽層接地 第 8章 數(shù)控系統(tǒng)的電磁兼容設(shè)計(jì) 數(shù)控裝置24 VDCCP +CP +CP +CP +步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器圖 屏蔽層單端接地 第 8章 數(shù)控系統(tǒng)的電磁兼容設(shè)計(jì) 3）對(duì)于高頻電路（ f＞ 1MHz，電路通常是雙端接地，屏蔽電纜的屏蔽層也應(yīng)雙端接地，雙端接地能對(duì)電場(chǎng)產(chǎn)生屏蔽，對(duì)高頻磁場(chǎng)也能產(chǎn)生屏蔽作用。屏蔽的電力電纜的屏蔽層應(yīng)在電纜兩端接地，如圖 、 。 噪聲濾波器噪聲濾波器變頻器信號(hào)線M控制器 30 mm金屬盒圖 變頻器電動(dòng)機(jī)電纜雙端接地 第 8章 數(shù)控系統(tǒng)的電磁兼容設(shè)計(jì) 圖 編碼器電纜雙端接地 伺服驅(qū)動(dòng)器伺服電動(dòng)機(jī)SM光電編碼器AABBZZ第 8章 數(shù)控系統(tǒng)的電磁兼容設(shè)計(jì) (4）當(dāng)電纜的長(zhǎng)度 l＞ 時(shí)，則采用多點(diǎn)接地。一般屏蔽層按 或 的間隔接地，至少應(yīng)該在屏蔽層兩端接地，以降低地線阻抗，減少地電位引起的干擾電壓。 (5）數(shù)控系統(tǒng)中數(shù)控裝置與伺服驅(qū)動(dòng)器、變頻器間的信號(hào)傳輸線一般推薦采用屏蔽雙絞線，且屏蔽層采用雙端接地方式。 (6）對(duì)于輸入信號(hào)電纜的屏蔽層不能在機(jī)殼內(nèi)接地，只能在機(jī)殼的入口處接地，此時(shí)屏蔽層上的外加干擾信號(hào)直接在機(jī)殼入口處入地，避免屏蔽層上的外加干擾信號(hào)帶入設(shè)備內(nèi)部的信號(hào)電路上。 第 8章 數(shù)控系統(tǒng)的電磁兼容設(shè)計(jì) (7）對(duì)于高輸入或高輸出阻抗電路，尤其是在高靜電環(huán)境中，可能需要用雙層屏蔽的電纜，這時(shí)內(nèi)屏蔽層可以在信一號(hào)源端接地，外屏蔽層則在負(fù)載端接地。 (8）實(shí)現(xiàn)屏蔽層接地時(shí)應(yīng)盡量避免產(chǎn)生所謂“豬尾巴”效應(yīng)，多芯電纜屏蔽層一般用電纜金屬夾鉗接地。 第 8章 數(shù)控系統(tǒng)的電磁兼容設(shè)計(jì) 屏蔽技術(shù)用來(lái)抑制電磁騷擾沿著空間的傳播，即切斷輻射電磁騷擾的傳輸途徑。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。 為防止電磁騷擾源向外輻射，則應(yīng)該屏蔽騷擾源，這種方法稱為主動(dòng)屏蔽。為防止敏感設(shè)備受電磁騷擾輻射場(chǎng)的干擾，則應(yīng)該屏蔽敏感設(shè)備，這種方法稱為被動(dòng)屏蔽。 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。 屏蔽技術(shù) 第 8章 數(shù)控系統(tǒng)的電磁兼容設(shè)計(jì) 當(dāng)電磁騷擾源是高電壓、小電流時(shí)，其輻射場(chǎng)主要表現(xiàn)為電場(chǎng)，電場(chǎng)屏蔽是抑制騷擾源和敏感設(shè)備之間由于存在電場(chǎng)耦合而產(chǎn)生的干擾。 1. 電場(chǎng)屏蔽的機(jī)理 電場(chǎng)感應(yīng)可看成是分布電容間的耦合，圖 ，干擾源 A和受感應(yīng)物 B的電位分別為 UA和 UB，那么 UA和 UB間的關(guān)系為 式中： C1為 A、 B之間的分布電容， C2為受感應(yīng)物對(duì)地電容。 電場(chǎng)屏蔽 1BA12CUUCC? ?第 8章 數(shù)控系統(tǒng)的電磁兼容設(shè)計(jì) 圖 電場(chǎng)感應(yīng)等效電路 A BC 1U AU BC 2第 8章 數(shù)控系統(tǒng)的電磁兼容設(shè)計(jì) 可以看出，為了減弱受感應(yīng)物 B上的電場(chǎng)感應(yīng)，可能采用的方法有： (1）增大 A、 B的距離，以減小 A、 B間的分布電容； (2）盡可能使感受物 B貼近接地板，以增大其對(duì)地電容； (3）可以在 A、 B之間播入一塊稱為屏蔽板的金屬薄板，如圖，此時(shí) 39。39。 1BA39。1 2 4CUUC C C? ??其中， C1′ C1，故 CB′ CB，起到了屏蔽作用。 注意：良好接地是金屬板產(chǎn)生電場(chǎng)屏蔽的先決條件，如不接地或接地不良，則可能產(chǎn)生比沒(méi)有金屬板時(shí)更嚴(yán)重的干擾。 第 8章 數(shù)控系統(tǒng)的電磁兼容設(shè)計(jì) A BC 1U AU BC 2SC 1C 3圖 金屬屏蔽薄板的作用 第 8章 數(shù)控系統(tǒng)的電磁兼容設(shè)計(jì) 2. 電場(chǎng)屏蔽設(shè)計(jì)要點(diǎn) (1）系統(tǒng)中的強(qiáng)電設(shè)備（伺服驅(qū)動(dòng)器、變頻器、步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器、開(kāi)關(guān)電源、電動(dòng)機(jī)）金屬外殼可靠接地，實(shí)現(xiàn)主動(dòng)屏蔽。 (2）敏感設(shè)備（如數(shù)控裝置等）外殼應(yīng)可靠接地，實(shí)現(xiàn)被動(dòng)屏蔽。 (3）強(qiáng)電設(shè)備與敏感設(shè)備之間距離盡可能遠(yuǎn)，一般在電柜內(nèi)，強(qiáng)、弱電設(shè)備盡量保持 300mm以上的距離，最小距離為 100mm。 第 8章 數(shù)控系統(tǒng)的電磁兼容設(shè)計(jì) (4）高電壓、大電流動(dòng)力線與信號(hào)線應(yīng)分開(kāi)走線，例如各自使用各自獨(dú)立的線槽等，距離盡可能保持在 300mm以上，最小距離為 50mm～ 75mm，同時(shí)盡量避免平行走線，不能將強(qiáng)電線與信號(hào)線捆扎在一起。 (5）信號(hào)線應(yīng)盡量靠近地線（或接地平板）或者用地線包圍它。 (6）屏蔽電纜既能對(duì)電場(chǎng)起到被動(dòng)屏蔽作用，也能起到主動(dòng)屏蔽作用，條件是屏蔽層接地。如果屏蔽層不接地，則有可能造成比不用屏蔽線時(shí)更大的電場(chǎng)耦合。 (7）強(qiáng)電線如不能與信號(hào)線分開(kāi)走線，則強(qiáng)電線應(yīng)采用屏蔽線，屏蔽層應(yīng)可靠接地。 第 8章 數(shù)控系統(tǒng)的電磁兼容設(shè)計(jì) ? 磁場(chǎng)屏蔽 ? 當(dāng)電磁騷擾源是低電壓、大電流時(shí)，其輻射場(chǎng)主要表現(xiàn)為磁場(chǎng)，磁場(chǎng)屏蔽是抑制噪聲源和敏感設(shè)備之間由于磁場(chǎng)耦合所產(chǎn)生的干擾。 ? 1．磁場(chǎng)屏蔽的機(jī)理 磁場(chǎng)屏蔽主要是依賴高導(dǎo)磁材料所具有的低磁阻對(duì)磁通起到分路的作用，使得屏蔽體內(nèi)部的磁場(chǎng)大大減弱，如圖 。 第 8章 數(shù)控系統(tǒng)的電磁兼容設(shè)計(jì) 屏蔽區(qū)域磁性材料的屏蔽體 磁場(chǎng)圖 磁場(chǎng)的被動(dòng)屏蔽 第 8章 數(shù)控系統(tǒng)的電磁兼容設(shè)計(jì) 2． 磁場(chǎng)屏蔽的設(shè)計(jì)要點(diǎn) （ 1） 選用高導(dǎo)磁率的材料 ， 如采用玻莫合金等 ， 并適當(dāng)增加屏蔽體的壁厚 。 （ 2） 被屏蔽的物體不要安排在緊靠屏蔽體的位置上 ， 以盡量減少通過(guò)被屏蔽物體的磁通 。 （ 3） 注意磁屏蔽體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ， 對(duì)于強(qiáng)磁場(chǎng)的屏蔽可采用雙層磁屏蔽體結(jié)構(gòu) 。 （ 4）減少干擾源和敏感電路的環(huán)路面積。最好的辦法是使用雙絞線和屏蔽線，讓信號(hào)線與接地線（或載流回線）扭絞在一起，以便使信號(hào)與接地（或載流回線）之間的距離最近。 第 8章 數(shù)控系統(tǒng)的電磁兼容設(shè)計(jì) （ 5）增大線間的距離，使得干擾源與受感應(yīng)的線路之間的互感盡可能地小。 （ 6）如有可能，使干擾源的線路與受感應(yīng)線的線路呈直角（或接近直角）布線，這樣可大大降低兩線路間的磁場(chǎng)藕合。 （ 7）敏感設(shè)備應(yīng)遠(yuǎn)離干擾源（強(qiáng)電設(shè)備、變壓器等）布置，距離應(yīng)保持 300 mm以上。 第 8章 數(shù)控系統(tǒng)的電磁兼容設(shè)計(jì) 電磁場(chǎng)屏蔽 電磁場(chǎng)屏蔽用于抑制噪聲源和敏