【正文】 感設(shè)備距離較遠(yuǎn)時通過電磁場耦合產(chǎn)生的干擾。電磁場屏蔽必須同時屏蔽電場和磁場，通常采用電阻率小的良好導(dǎo)體材料。空間電磁波在入射到金屬體表面時會產(chǎn)生反射和吸收，電磁能量被大大衰減，從而也能起到屏蔽作用。一般采用屏蔽機(jī)箱或者屏蔽盒來實現(xiàn)電磁場的屏蔽。 第 8章 數(shù)控系統(tǒng)的電磁兼容設(shè)計 1．屏蔽機(jī)箱（盒）的結(jié)構(gòu)材料 （ 1）機(jī)箱的屏蔽材料一般采用銅板、鐵板、鋁板、鍍鋅鐵板等，厚度約為 ～ ，這些金屬板對電場、高頻磁場和電磁場的屏蔽效果都很好，可達(dá) 100dB以上。 （ 2）用于低頻磁場屏蔽的高磁導(dǎo)率的鐵磁性材料，一般不用作機(jī)箱，而是直接用在需要進(jìn)行低頻磁場屏蔽的元件上。 （ 3）對于塑料殼體，在其內(nèi)壁噴涂一層薄膜導(dǎo)電層或在注塑時摻入高導(dǎo)電率的金屬粉或金屬纖維，使之成為導(dǎo)電塑料，對電磁場的屏蔽也有效果。 第 8章 數(shù)控系統(tǒng)的電磁兼容設(shè)計 2．屏蔽機(jī)箱（盒）的搭接 機(jī)箱的電氣連續(xù)性是殼體屏蔽效能的決定性因素，因此，必須盡量減少機(jī)箱結(jié)構(gòu)的電氣不連續(xù)性，以便控制經(jīng)底板和機(jī)殼進(jìn)出的泄漏和輻射。 （ 1）在底板和機(jī)殼的每一條縫和不連續(xù)處要盡可能好地搭接。 （ 2）保證接縫處金屬對金屬的接觸，以防電磁能的泄漏和輻射。 （ 3）在可能的情況下，接縫應(yīng)焊接。在條件受限制的情況下，可用點焊、小間距的鉚接和用螺釘來固定。 第 8章 數(shù)控系統(tǒng)的電磁兼容設(shè)計 （ 4） 保證緊固方法有足夠的壓力，以便在有變形應(yīng)力、沖擊、振動時保持表面良好接觸 （ 5）在接縫不平整的地方，或在可移動的面板等處，可使用導(dǎo)電襯墊或指形壓簧材料。 （ 6）保證同襯墊配合的金屬表面沒有非導(dǎo)電保護(hù)層（如涂漆、噴塑）。 （ 7）當(dāng)需要活動接觸時，使用指形壓簧（而不用網(wǎng)狀襯墊），并要注意保持彈性指簧的壓力。襯墊種類有金屬網(wǎng)射頻襯墊和銅鍍合金、導(dǎo)電橡皮、導(dǎo)電蒙布、泡沫襯墊等。 第 8章 數(shù)控系統(tǒng)的電磁兼容設(shè)計 3．屏蔽機(jī)箱（盒）的穿透和開口 機(jī)箱中通常都有電源線和控制線的引入和引出，在面板部分還有操作鍵、顯示屏的開孔，還有通風(fēng)孔等，這些孔隙都可能造成電磁波的嚴(yán)重泄漏。 （ 1）要注意由于電纜穿過機(jī)殼能使整體屏蔽效能降低。典型的未濾波的導(dǎo)線穿過屏蔽體時，機(jī)殼的屏蔽效能降低30dB以上。 （ 2）電源線進(jìn)入機(jī)殼時，應(yīng)全部通過濾波器盒。 （ 3）信號線、控制線進(jìn)入 /穿出機(jī)殼時，要通過適當(dāng)?shù)臑V波器。 第 8章 數(shù)控系統(tǒng)的電磁兼容設(shè)計 （ 4）為保險絲、插孔等加金屬帽。 （ 5）用導(dǎo)電襯墊和墊圈、螺母等固定、安裝鈕子開關(guān)，防止電磁泄漏。 （ 6）在屏蔽、通風(fēng)和強度要求高而重量不苛刻時，采用蜂窩板屏蔽通風(fēng)口，最好用焊接方式連接，防止電磁泄漏。 （ 7）盡可能在指示器、顯示器后面加屏蔽，并對所有引線用穿心電容濾波；在不能從后面屏蔽指示器、顯示器和對引線濾波時，要用與機(jī)殼連接的金屬網(wǎng)或?qū)щ姴Ａ帘卧谥甘酒鳌@示器的前面（采用夾金屬絲的屏蔽玻璃或在透明塑料、玻璃上鍍透明導(dǎo)電膜）。 第 8章 數(shù)控系統(tǒng)的電磁兼容設(shè)計 濾波技術(shù)用來抑制沿導(dǎo)線傳輸?shù)膫鲗?dǎo)干擾，包括電源干擾和信號線干擾。濾波器是由電感、電容、電阻或鐵氧體器件構(gòu)成的頻率選擇性網(wǎng)絡(luò)，可以插入傳輸線中，抑制騷擾信號的傳播。 電源濾波器的作用是雙向的，它不僅可以阻止電網(wǎng)中的噪聲進(jìn)入設(shè)備，也可以抑制設(shè)備產(chǎn)生的噪聲污染電網(wǎng)。 濾波技術(shù) 第 8章 數(shù)控系統(tǒng)的電磁兼容設(shè)計 （ 1）電源線濾波器的結(jié)構(gòu) 如圖 ，電感 L1和電感 L2繞在一個磁芯上，這兩個電感在電流通過時是互補的，用來衰減共模干擾，電容 CX被用來衰減差模干擾，電容 CY被用來衰減共模干擾。 LNERCx CxC Y C YL 2L 1設(shè)備圖 電源濾波器電路 第 8章 數(shù)控系統(tǒng)的電磁兼容設(shè)計 （ 2）濾波器的實際濾波效果 在實際運用中的電源濾波器并非是一個理想的低通濾波器，濾波器的實際頻率特性如圖 ，可以看出，普通電源濾波器不能有效抑制快速瞬變脈沖干擾。 圖 濾波器的頻率特性 1080100衰減 / dB理想低通濾波器實際低通濾波器 f / MHz第 8章 數(shù)控系統(tǒng)的電磁兼容設(shè)計 （ 3）電源濾波器設(shè)計要點 ① 濾波器一般安裝在機(jī)柜底部交流電線入口處，不能讓輸入的交流電源線在機(jī)柜內(nèi)繞行很長距離后再接濾波器，以免該線在機(jī)柜內(nèi)輻射噪聲。 ② 如果電源進(jìn)線必須經(jīng)過熔斷器和電源開關(guān)等器件后才能接到濾波器上，則這段線路應(yīng)采取屏蔽措施。 ③ 濾波器金屬外殼最好直接安裝在金屬機(jī)柜上，而且應(yīng)與機(jī)柜的接地端子靠得越近越好。 第 8章 數(shù)控系統(tǒng)的電磁兼容設(shè)計 ④ 濾波器的輸入 /輸出線要分開布置，不要平行走線，更不應(yīng)該捆扎在一起，否則輸入線中的噪聲將不經(jīng)過濾波器直接禍合到輸出線上。 ⑤ 濾波器輸出線最好采用雙絞線，以加強抗磁場干擾能力。 ⑥ 如果電源中高電壓脈沖噪聲比較多，則應(yīng)選用能在更寬的頻率上有較大衰減的電源濾波器，或者與鐵氧體磁環(huán)線濾波器串聯(lián)使用，以取得好的濾波效果。 ⑦ 流過濾波器的電流不允許超過濾波器最大額定電流，否則由于電感器的磁芯產(chǎn)生飽和，從而使電感量大大降低，失去抑制作用。 第 8章 數(shù)控系統(tǒng)的電磁兼容設(shè)計 2．采用吸收型濾波器抑制電源線中的快速瞬變脈沖串干擾 吸收式濾波器由耗能器件構(gòu)成，將阻帶內(nèi)吸收的噪聲轉(zhuǎn)化為熱損耗，從而起到濾波的作用。 （ 1）鐵氧體吸收型濾波器結(jié)構(gòu) 用于電磁噪聲抑制的鐵氧體是一種磁性材料，由鐵、鎳、鋅氧化物混合而成。鐵氧體一般做成中空型，導(dǎo)線穿過其中，當(dāng)導(dǎo)線中的電流穿過鐵氧體時，低頻電流幾乎無衰減地通過，但高頻電流卻會受到很大的損耗，轉(zhuǎn)變成熱量散發(fā)。所以鐵氧體和穿過其中的導(dǎo)線即成為吸收型低通濾波器，能有效抑制快速瞬變脈沖串干擾。根據(jù)不同的使用場合，鐵氧體濾波器可以做成多種形式，如圖 。 第 8章 數(shù)控系統(tǒng)的電磁兼容設(shè)計 圖 常見的鐵氧體磁環(huán) 第 8章 數(shù)控系統(tǒng)的電磁兼容設(shè)計 （ 2）鐵氧體磁環(huán)構(gòu)成線噪聲濾波器的設(shè)計要點 ① 電纜或?qū)Ь€應(yīng)盡量與環(huán)內(nèi)徑緊密接觸，不要留太大的空隙，這樣導(dǎo)線上電流產(chǎn)生的磁通可基本上都集中在磁環(huán)內(nèi)，從而增加濾波效果。 ② 鐵氧體磁環(huán)套在交流電源線和直流電源線上，用于抑制快速瞬變脈沖串干擾。 ③ 將導(dǎo)線以同樣方向和圈數(shù)繞在磁環(huán)上，繞的圈數(shù)越多，濾波效果越好，一般在強電設(shè)備的輸入側(cè)為 4～ 5圈，電線太粗時，可以用 2個以上的磁環(huán)，如圖 ，使總?cè)?shù)達(dá)到 4～ 5圈，但輸出側(cè)的圈數(shù)必須在 4圈以下，如圖 。但應(yīng)注意，圖 用在伺服驅(qū)動器（或變頻器）的輸入側(cè)，而不允許用在輸出側(cè)。 第 8章 數(shù)控系統(tǒng)的電磁兼容設(shè)計 圖 伺服驅(qū)動器或變頻器濾波電路 M伺服驅(qū)動器5 圈 4 圈UVWL 1L 2L 3L 1L 2L 3PE接地排第 8章 數(shù)控系統(tǒng)的電磁兼容設(shè)計 圖 兩個磁環(huán)串連濾波 L 1L 2L 3PEL 1L 2L 32 圈 2 圈伺服驅(qū)動器第 8章 數(shù)控系統(tǒng)的電磁兼容設(shè)計 ④ 磁環(huán)與電源濾波器串聯(lián)使用，則構(gòu)成 EMC濾波器，濾波效果更佳。 ⑤ 在用磁環(huán)抑制直流電源和信號線共模噪聲電流時，最好把正負(fù)電源線對或正負(fù)信號線對都穿過磁環(huán)，這樣磁環(huán)就不易產(chǎn)生飽和，如圖 。 磁環(huán)直流電源+_ +_設(shè)備磁環(huán)直流電源+_ +_設(shè)備a ） 抑制共模信號 b ） 抑制差模信號圖 直流電源濾波電路 第 8章 數(shù)控系統(tǒng)的電磁兼容設(shè)計 ⑥ 如果使用磁珠或磁環(huán)的線路負(fù)載阻抗很高，則磁環(huán)很可能起不到作用，因為磁環(huán)的阻抗在幾百兆赫時也只有幾百歐，因此磁環(huán)比較適用于低阻抗電路。如果能在磁環(huán)后再并聯(lián)電容組成類似 LC濾波器，則會大大降低負(fù)載阻抗，從而增加濾波效果，如圖 。 圖 交流電源瞬變脈沖干擾抑制電路 L 1L 2L 3PE磁環(huán)電容第 8章 數(shù)控系統(tǒng)的電磁兼容設(shè)計 3．采用隔離變壓器供電，有效抑制電源中的脈沖串、雷擊浪涌干擾 隔離變壓器是一種采用得相當(dāng)廣泛的電源線抗干擾器件，它最基本的作用是實現(xiàn)電路與電路之間的電氣隔離，從而解決地線環(huán)路電流帶來的設(shè)備與設(shè)備之間的干擾，同時，隔離變壓器對于抗共模干擾也有一定作用，隔離變壓器對瞬變脈沖串和雷擊浪涌干擾能起到很好的抑制作用。 （ 1）隔離變壓器的類型 如圖 ，隔離變壓器的類型有：簡單的隔離變壓器、帶屏蔽層的隔離變壓器、超級隔離變壓器。 第 8章 數(shù)控系統(tǒng)的電磁兼容設(shè)計 圖 隔離變壓器 初級 次級初級 次級初級 次級 初級 次級外殼a ） 簡單的隔離變壓器 b ） 帶屏蔽層的