排除机械电子设备中电气干扰的主要措施

黄岩 张鹏亮 叶玉龙

摘要：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。本文对排除机械电子设备中电气干扰的主要措施进行探讨。

关键词：机械电子设备;电气干扰;排除;措施

一、机械电子设备中电气干扰及其产生原因和传播途径

1、电源干扰

机械电子设备的正常运行之所以会受到电气的干扰，是因为各式各样的原因，而且变化的可能性也很大。但是综合来说，常见的干扰主要有两种，共模干扰和差模干扰。其中，前者也即共态干扰，就是指电子设备受到了电源输入线和大地间的电压重大影响;后者也叫做正态干扰，多数会在相同电源路上发生。两种类型常常相互转化。

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。

3、非线性谐波干扰

众多手指，对于机械电子设备来说，整流器是作为一种自身所携带的工作电路而存在的，所以这就决定着在机械设备运转时候就会向外散射，能够形成电磁干扰。严重的情况下，直接使得电子机器发生剧烈的振动幅度，于是机身温度迅速上升等，产生不好的影响。

二、排除机械电子设备中电气干扰的措施

1、滤波器抗干扰

在日常生活中，常常将滤波器作为排除干扰的大场所，直接使得信号中特点波段的频率消失，由此可以达到干扰传输受限的目标，众所周知，滤波器作为可以过滤的部件，还包含了电容、电阻、电感等等，此外，这也是通过信号频段的分类，在此基础上再滤波器进行再次地划分和重组，这里主要包括了低通、带通、高通等。不同的滤波器有不同的性能，同时处理范围也不尽相同。

2、屏蔽抗干扰

在电磁抗干扰中，屏蔽是主要的方式方法，屏蔽干扰主要是在机械电子设备周围，设计全封闭的外壳，对设备的电磁能力所形成的设备干扰进行抑制，并避免外界干扰影响外壳内设备的正常运行。因为在平时的生产生活过程中，机械电子设备的应用比较常见和普遍，所以，屏蔽抗干扰已经成为了最常用的方法。而且由于各种环境的多元化需求，屏蔽抗干扰逐渐衍生出了各种抗干扰的措施，即静电、双层、编制、金属隔网等屏蔽抗干扰措施。屏蔽抗干扰可以在很大程度上抑制电磁干扰，尤其是在低频磁场干扰中的效果十分明显。想要控制干扰信号处于电阻比较小的屏蔽体内部，可以选用高导磁材料，以此将干扰信号屏蔽。在抗干扰过程中，高导磁材料主要是用于制作复合屏蔽电缆的，其主要包括三层，外层是高饱和低磁导率的铁磁、中层是磁导率较高的铁磁、内层是铜质铁磁。在此形势下，干扰信号则逐层消耗，最终达到电子设备的干扰磁场就会明显衰减。

3、接地抗干扰

接地抗干扰主要是为了确保机械电子设备的正常工作，其既可以在很大程度上防止电源干扰影响机械电子设备，又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，造成干扰。

4、预防感应噪声

感应噪音的应用也可以用来排除机械电子设备中的电气干扰。众所周知，感应噪声主要可以分成静电感应噪声和电磁感应噪声两种。其中，我们为了阻止感应噪声影响到外部的电子设备，也必须采取一些防护措施。比如，可以为了增强运作过程的安全性，可以在外部电子设备信号线与变频器动力线上安装同轴电缆。

5、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。

6、其他措施

①机械电子设备的种类繁多，应用范围十分广泛，其质量也在逐渐改善与优化，但是电气干扰根本不能避免。在进行电子设备安装的时候，还需要做到科学合理布局，选取最佳位置，与磁场、静电较强的位置要保持安全距离，保证周围环境的安全性，不存在过多的干扰。与干扰源保持一定距离，所承受的辐射也会大大减少，不仅如此，导线不断缩短，辐射也会随着明显衰减。所以，可以根据具体要求，适当缩短导线，促使辐射下降。选择与之相适应的信号传递方法，能够有效提升机械电子设备的抗干扰能力。

②就机械电子设备系统而言，在进行设计时，就应充分考虑抗干扰措施，并充分发挥抗干扰能力较强的信号传递技术。目前，在信号中，数字型和电流型的应用更加广泛，而数字信号的抗干扰能力也比较好，适合传输信号。在电气干扰中，电磁干扰会对信号电缆造成影响，以此形成共模电压。对此，则应选取电流型信号的方式进行传递。

③光纤具有其自身的独特优势，主要是进行信号传递，容量比较大，而且传输的速度也非常快，抗干扰性能良好。在现代化社会中，数字信号和电平信号传输较多，利用光纤进行传播，抗干扰能力更加强大，而且具有良好的经济性。同时，还可以通过利用绞线，对节距进行绞扭，并将信号线进行划分，分成小回路，在双绞线绞扭处于一致的状态下，小回路方向则应与之相反，其中的电气干扰也会相互抵消。而在绞线上增加屏蔽，那么就会明显提高其抗干扰能力。

结束语

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，应用的场所也越來越多，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

[1]侯大鹏.排除机械电子设备中电气干扰的主要措施[J].电脑知识与技术，2018，14（5）：239-240.

[2]孟达，陈文文.排除机械电子设备中电气干扰的措施研究[J].环球市场，2017，（36）：363.

[3]赵富君.排除机械电子设备中电气干扰的主要措施[J].科研：00321-00322.