電子自動化裝置的干擾與抑制技術分析

孫 杰

（中國空空導彈研究院，洛陽 471099）

在自動化技術的快速發展下，電子自動化裝置的技術水平也得到明顯提升，其功能和類型不斷豐富，性能日趨完善，為工業自動化發展提供了有力支持。但工業生產環境也越來越復雜，大量電磁元器件的應用使自動化裝置在運行過程中容易受到干擾，進而產生信號誤差和運動誤差。可以具體將電子自動化裝置的收發信號分為有用信號與干擾信號兩部分，通過采取有效的抑制技術消除干擾信號，可以保證電子自動化裝置的正常運行。

1 電子自動化裝置干擾問題

電子自動化裝置常見的干擾問題主要包括：

（1）靜電干擾，在裝置運行過程中，受自身設備電容耦合或電場影響，產生電磁干擾。不同裝置系統的干擾作用不同，電機系統、電磁鐵和變壓設備等都會對自動化裝置產生一定程度的靜電干擾；

（2）磁場耦合干擾，屬于體驗式干擾的一種，裝置在通過較大電流時，周圍產生動態電磁場，由于電弧引發電磁輻射和觸電設備引起電火花輻射等，都會對自動化裝置運行產生電磁波干擾，同時也會對周圍的變壓設備和交流電機等產生干擾[1]；

（3）共模干擾，電子自動化裝置都具有接口，采用差分信號傳輸方式，裝置收發器共模電壓具有范圍限制，如果電壓超限，也會對裝置產生干擾。而且此類干擾作用通常較強，可能影響到裝置正常通信，甚至造成零件或接口損壞；

（4）漏電耦合干擾，在正常運行過程中，電子自動化裝置不應出現電氣連接位置電流絕緣降低現象，否則容易導致裝置內部出現漏電，進而出現漏電耦合干擾問題。一般在潮濕工況下，自動化裝置運行時各零件會產生大量熱量，表面出現水汽，容易導致其內外絕緣下降，需要對特殊工況加以注意[2]；

（5）電網干擾，在電子自動化裝置的運行過程中，電網作為其動力能源，也會對裝置運行產生一定干擾作用，在供電工程中，電網中連接著不同的用電設施，其運行狀態異常，都會對裝置產生干擾。比如在運行過程中出現超負載電壓切斷，電網電壓疊加導致設施啟動時出現短時間的電壓降問題，會對電子自動化裝置產生干擾，受到不同頻率信號干擾。

2 電子自動化裝置干擾抑制技術

2.1 靜電屏蔽和磁屏蔽技術

針對上述幾種典型的干擾問題，在電子自動化裝置的應用過程中，應分別采取不同的干擾抑制技術。對于經典干擾而言，可以采用靜電屏蔽技術消除或屏蔽干擾信號源。靜電平衡時導體內線路不存在電磁場，可以從靜電干擾作用方式著手，結合導體性質，采用接地方法抑制其內部金屬導體與外部線路靜電干擾。通過對屏蔽裝置進行接地，可以有效組織干擾信號入侵。同時還可以采用此屏蔽技術，與靜電屏蔽原理類似，通過采用特定的材料制作屏蔽裝置，達到一致電磁輻射的效果。

2.2 電磁屏蔽技術

一般電磁輻射與交變電流頻率成正比關系，電磁屏蔽技術的應用可以有效抑制高頻電磁干擾，其屏蔽效能SE可以通過公式SE=20log10（E2/E2）進行計算。具體是利用鋁和銅等低電阻金屬材料，制作屏蔽裝置，在出現高頻電流時，屏蔽體內部會產生渦流，形成磁場，進而達到消除或降低電磁場干擾的作用。電磁屏蔽技術的應用不僅能夠屏蔽干擾源，還能保護主體，起到一定靜電屏蔽的作用，是較為實用的一種電子自動化裝置干擾抑制技術。

2.3 共組抗干擾抑制技術

共組抗干擾抑制技術是目前在電子自動化技術中常用的一種干擾抑制技術，任何電子回路導線都可能形成共組抗干擾，具體可分為電源、公共電路兩種形式。共組抗干擾抑制技術的原理是利用高質量電容裝置，提高電源功率限度，從而減小電源內阻。同時可以分離虛擬和數字電路的電線、地線，獨立連接對應電源輸出端。采用長度較短、截面面積較大的電線和地線，可以降低電線、地線共組干擾。為降低強用電設施帶來的共組抗干擾問題，可以在電子自動化裝置工作線與安全線的交叉處設置較小的電阻，同時增加地線截面面積，使其長度足夠短，進而降低地線阻抗產生的共組抗干擾問題。

2.4 漏電耦合干擾抑制技術

一般而言，出現漏電耦合干擾問題，主要是由于電子自動化裝置工作在較差的工作環境中，導致其絕緣體電阻降低，進而產生了漏電問題。因此，對于工作在潮濕等特殊工況下的自動化裝置，維護檢修人員應定期到現場對裝置及零件進行檢查，及時清除線路上堆積的雜物、灰塵。另一方面，在進行線路設計和布置時，應預留出一定的空隙，或布置其他屏蔽方式，防止出現漏電耦合干擾問題。

2.5 電網干擾抑制技術

電網干擾抑制技術主要從抑制電網高頻干擾問題和避免電網電壓超負荷兩個方面著手。一般可以采用壓敏電阻，減小電網的運行電壓，同時提高電源變壓裝置兩側線路的頻率波，達到一致干擾的作用。通過采用交流穩壓電源，可以有效增強電網抗干擾能力，達到電網干擾抑制目的。總之，在電子自動化裝置的運行過程中，可能受到多種干擾問題，需要綜合采用多種干擾抑制技術，保證裝置運行可靠性。

3 結束語

綜上所述，做好電子自動化裝置干擾抑制保護，是確保電子自動化裝置穩定運行的重要前提。通過對其容易受到的集中干擾問題進行分析，并針對各種干擾問題采取有效的抑制措施，可以最大限度的降低電子自動化裝置在實際運行中受到的干擾，從而使其正常發揮作用。