電氣隔離在數(shù)控機床電氣控制線路上的運用

康彥婷++霍菲

摘 要：數(shù)控技術(shù)在我國機械生產(chǎn)加工領域應用的十分廣泛，對于我國國民經(jīng)濟的發(fā)展起到了巨大的推動作用，這是科技力量創(chuàng)造的財富。數(shù)控機床電氣控制線路在實際工作過程中會受到不良因素的干擾，電氣隔離技術(shù)能夠有效的提升控制系統(tǒng)的抗干擾能力。本文就是對電氣隔離在數(shù)控機床電氣控制線路上的運用進行淺顯分析，希望對相關的技術(shù)人員有所幫助，經(jīng)驗上有所交流。

關鍵詞：電氣隔離;數(shù)控機床;電氣控制

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2015.21.161

0 引言

數(shù)控機床是高新的技術(shù)設備，數(shù)控機床從誕生至今已經(jīng)有了較長時間的發(fā)展，并且該設備越來越科學化、現(xiàn)代化、系統(tǒng)化，它集合了計算機系統(tǒng)、數(shù)控控制系統(tǒng)等系統(tǒng)的優(yōu)勢，在我國的機械生產(chǎn)加工領域的應用非常的廣泛。但是對于數(shù)控機床的電氣控制進行深入分析發(fā)現(xiàn)，電氣控制部分身處的環(huán)境十分的惡劣，很容易受到外界不良因素的干擾導致控制系統(tǒng)非正常的動作發(fā)生，為了能夠使得控制系統(tǒng)的抗干擾能力增強，技術(shù)人員對此進行了深入的研究，并且找尋了電氣隔離這一抗干擾技術(shù)，下面就對相關問題進行詳細的闡述。

1 數(shù)控機床控制系統(tǒng)常見干擾綜合分析

對于數(shù)控機床控制系統(tǒng)所處的環(huán)境進行深入的調(diào)查發(fā)現(xiàn)，經(jīng)常會有一些人為導致的或者是自然因素產(chǎn)生的電磁干擾信號，產(chǎn)生的干擾信號會通過一些途徑進入到控制系統(tǒng)內(nèi)部。可以根據(jù)干擾信號發(fā)生的源頭，以及干擾信號進入到數(shù)控機床控制系統(tǒng)的途徑將其分為兩種類型：第一種就是電氣控制系統(tǒng)內(nèi)部存在的互相干擾，第二種就是來自于電氣系統(tǒng)外部環(huán)境的干擾。第一種干擾主要因為數(shù)控機床控制系統(tǒng)中存在的開關、接觸裝置或者是控制系統(tǒng)內(nèi)部其它的元器件導致的，會應用控制系統(tǒng)的內(nèi)部通道，例如數(shù)控機床控制系統(tǒng)的輸入和輸出端口、也會通過電源進行一定的干擾。本文以數(shù)控機床控制系統(tǒng)具有的接觸裝置為例，接觸裝置主要會產(chǎn)生兩種干擾信號。接觸裝置在進行開、關動作時，會在其母線上產(chǎn)生頻率多元化的震蕩波，這時母線就如同是傳播的天線，將短時間電磁場具有的能量向周圍空間釋放，這些不良的能量傳播到數(shù)控機床控制系統(tǒng)會對其造成一定的干擾。第二種是由接觸裝置具備的控制線圈引起的，控制線圈通、斷時會在控制線圈的兩級產(chǎn)生相應的過電壓，這些不良過電壓會電源線為通道進入到數(shù)控機床控制系統(tǒng)內(nèi)部。這時控制系統(tǒng)內(nèi)部具有的強電信號，會通過電源線傳輸對控制系統(tǒng)造成一定的干擾。

2 數(shù)控機床電氣隔離抗干擾技術(shù)應用

科研人員為提升數(shù)控機床控制系統(tǒng)的抗干擾能力，對數(shù)控機床控制機系統(tǒng)的工作原理進行了深入的分析，并且了解數(shù)控機床控制系統(tǒng)常見的干擾形式，最終得出想要不斷的提升控制系統(tǒng)的抗干擾能力，使得電氣系統(tǒng)一直能夠處于最佳運行狀態(tài)中，需要考慮應用電氣隔離技術(shù)，下面就對電氣隔離在數(shù)控機床電氣控制線路上的應用進行詳細闡述。

2.1 控制信號干擾的電氣隔離

電氣隔離技術(shù)具體的來說就是將干擾因素的傳播通道切斷，使得數(shù)控機床控制系統(tǒng)的測控裝置與現(xiàn)場只是應用信號的形式進行聯(lián)系，不會產(chǎn)生電測聯(lián)系。光電隔離方式、布線隔離方式等都是實現(xiàn)控制系統(tǒng)的工控裝置和現(xiàn)場信號隔離的最為常見的隔離方式。

脈沖變壓器具有的匝數(shù)十分的少，還需要注重的是無論一次繞組還是二次繞組都會布置與鐵氧體磁芯的兩側(cè)，這樣能夠使得脈沖變壓器分布的電容很少，只是達到了幾個PF，所以能夠?qū)⒋擞脕韺崿F(xiàn)對于脈沖信號的隔離。脈沖變壓器在脈沖信號的傳遞過程中，不會發(fā)布直流分量，也正是因此使得脈沖變壓器隔離技術(shù)在數(shù)控機床控制系統(tǒng)中得到十分廣泛的運用。

繼電氣隔離技術(shù)在數(shù)控機床控制系統(tǒng)中的應用也十分的廣泛，因為繼電氣具有的線圈和接觸點沒有存在電氣方面的聯(lián)系，所以可以有效的應用線圈作為信號的接收器，將繼電氣具有的觸點作為控制信號的傳輸器，將強電信號與弱電信號進行有效的隔離，從而有效的提升數(shù)控機床電氣控制系統(tǒng)的抗干擾能力。

2.2 供電系統(tǒng)的電氣隔離

數(shù)控機床電氣控制系統(tǒng)受到的很多強干擾大部分都是以供電系統(tǒng)作為路徑，從而進入數(shù)控機床控制系統(tǒng)，對其造成一定的干擾，所以必須要考慮對供電系統(tǒng)進行保護。在應用三百八十伏電力輸送網(wǎng)絡的環(huán)境下，可以在控制系統(tǒng)的輸入端口添置電源濾波器。如果應用線性穩(wěn)壓器裝置，不僅需要對電力系統(tǒng)的變壓器進行隔離處理，同時還需要在三端穩(wěn)壓器的基礎上，設置由磁環(huán)與高頻電容構(gòu)成的濾波，特殊情況下可以在數(shù)控機床電源裝置的引腳位置，布置瞬態(tài)電壓抑制器，有效的避免電源產(chǎn)生的噪音對于數(shù)控機床控制系統(tǒng)造成的干擾。

電源變壓器是數(shù)控機床供電系統(tǒng)中不可缺少的重要裝置，若想對來自電網(wǎng)的干擾進行有效的控制，經(jīng)常會應用隔離變壓器，同時選用的變壓器的容量要比實際要求的標準大一點二到一點五倍。在實際應用的過程中要使得變壓器具有的屏蔽層進行接地處理，對于次級線圈的連接線也有著特殊的需求，必須要應用雙絞線，從而縮減電源線之間的干擾。

由于交流電網(wǎng)中存在著大量的諧波、高頻干擾等，所以對由交流電源供電的控制裝置和電子電氣設備，都應采取抑制措施。采用電源隔離變壓器，可以有效地抑制竄入交流電源中的噪聲干擾。但是，普通變壓器卻不能完全起到抗干擾的作用，這是因為，即使一次繞組和二次繞組之間是絕緣的，能夠阻止一次側(cè)的噪聲電壓、電流直接傳輸?shù)蕉蝹?cè)，有隔離作用。當控制裝置和電子電氣設備的內(nèi)部子系統(tǒng)之間需要相互隔離時，它們各自的直流供電電源間也應該相互隔離，其隔離方式如下：第一種是在交流側(cè)使用隔離變壓器，第二種是使用直流電壓隔離器（即DC/DC變換器）。

3 結(jié)語

數(shù)控機床電氣控制系統(tǒng)經(jīng)常會受到不良信號的干擾，使得控制系統(tǒng)發(fā)出錯誤的動作，導致數(shù)控機床的正常工作狀態(tài)受到嚴重的影響。相應的技術(shù)人員應當在全面掌握控制系統(tǒng)工作原理的基礎上，對干擾因素的產(chǎn)生進行深入的分析，并且應用多種隔離方式，使得數(shù)控機床電氣控制線路的抗干擾能力得到有效的增強，使得電氣控制系統(tǒng)的可靠性得到有效的提升，這對于促進我國機械生產(chǎn)加工行業(yè)的發(fā)展有著不可忽視的影響力。

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