試論機械電子設備中的電氣干擾及抗干擾措施

鄒航宇 陳福磊

摘要：機械電子設備中存在著大量電子管及晶體管等電氣元件，這也造成了在電子設備運行時內部電氣元件會受到電氣干擾，進而影響電子設備的正常運行，并且電氣干擾問題往往發生頻繁，并且隨機性較大。如何才能提高機械電子設備的抗干擾能力，是相關技術人員一直在研究和解決的方向。本文就是對機械電子設備中電氣干擾因素做出的分析，并且在此基礎上提出一些相應的抗干擾措施。

關鍵詞：機械電子設備;電氣干擾;抗干擾措施

Abstract： there are a large number of electronic components such as electronic tubes and transistors in mechanical and electronic equipment， which also leads to the internal electrical components will be subject to electrical interference in the operation of electronic equipment， thus affecting the normal operation of electronic equipment， and electrical interference problems often occur frequently， and the randomness is large. How to improve the anti-interference ability of mechanical and electronic equipment is the direction that relevant technicians have been studying and solving. In this paper， the electrical interference factors in mechanical and electronic equipment are analyzed， and on this basis， some corresponding anti-interference measures are proposed.

Key words： mechanical and electronic equipment; Electrical interference; Anti-interference measures

一、機械電子設備出現電氣干擾的因素

（一）電壓對信號線或地線的干擾因素

在機械電子設備的使用中，其電源使用的是三相電源，同時電源的地線與信號線附近存在較大電壓差時，就會出現電氣干擾的現象，這種干擾也成為共模干擾。另外當機械電子設備的附近存在大功率輻射設備時，也會對機械電子設備的電路造成電流的干擾，通常產生共模干擾問題的頻率都在1.5MHz以上。

還有一種由于電壓引起的電氣干擾就是機械電子設備自身線路之間產生的干擾電壓，通常是因為線路之間的阻抗不均，在電流傳輸的過程中，因為不同頻率的不同導致兩種分量互相轉化，進而讓線路之間區域產生干擾電壓，這種干擾也稱作差模干擾。這類情況往往出現于同一線路的電動機或開關上，并且產生差模干擾的頻率一般低于1.5KHz。機械電子設備的電源受到這類電壓的干擾，會出現高次諧波效應，進而讓機械電子設備出現高溫，嚴重時還會導致電子設備失靈等問題。

（二）電磁對機械電子設備的干擾因素

電磁干擾是機械電子設備出現電氣干擾的重要干擾因素，機械電子設備在運行時，電流或電壓在特定的情況下就會產生電磁干擾。這些特定情況通常是由于自然環境和人為干擾產生的，自然環境中存著這許多自然界噪聲，比如天電噪聲、宇宙噪聲，這些自然界的噪聲對衛星、空間站以及導彈的電子設備造成電磁干擾，進而影響電子設備的正常工作;而人為干擾通常是因為電機或其他產生電磁能量的設備引起的，在電機的運轉中會產生電磁能量，其他機械電子設備處于該范圍內就會受到影響，進而導致運行故障或控制失靈的問題發生。

二、提升機械電子設備抗干擾能力的措施

（一）通過濾波器進行特定波段頻率的過濾

對于因為特定波段頻率引起的電氣干擾來說，可以通過在機械電子設備上增加濾波器的方法來解決。濾波器又根據其過濾的信號頻段的不同加以區分，主要分為低頻段濾波器、高頻段濾波器、帶阻濾波器等。在濾波器的選擇上，可以根據機械電子設備出現電氣干擾時的頻段來加以選擇，因此在出現電氣干擾時，檢測人員應該對干擾源的頻段信息進行檢測，根據實際情況加裝有針對性的濾波器，這樣才能保證濾波器的有效性。

在進行濾波器的使用時，還需要注意一些技術細節，首先應該保證機械電子設備上的電纜端口處提前預留安裝位置，這樣才能保證加裝濾波器后不會接觸地線，進而避免產生共模干擾。應將加裝濾波器的線路與未安裝濾波器的線路分別放置，這樣可以避免未濾波的線路污染濾波線路，最終讓整體濾波工作失效的問題。濾波器與機械電子設備的面板連接線要保證較短，縮短濾波器與面板之間的連接距離可有效保證信號在經過連接線的過程中不會受到其他電氣元件的影響。

（二）架設屏蔽體提高機械電子設備的抗干擾性

屏蔽體就是通過一些導電性較好的材料制成封閉的外殼，通過外殼的特殊結構將外界電場干擾隔離在殼體之外。這種外殼結構的安裝要求較低，主要安裝標準就是在電容耦合區域安裝接地的金屬導體，保證屏蔽體與地面連接，進而將屏蔽體上的電流倒入地面，保證屏蔽體內干擾電壓為0，進而達到阻隔耦合通道的目的。

在一些存在高頻電磁場的區域，也可以通過架設屏蔽體的方式來幫助機械電子設備抵抗電磁干擾。其主要布置方式如下，首先根據機械電子設備的大小架設冰屏蔽體，保證屏蔽體導電的連續性，由于電磁的屏蔽不需要屏蔽體接地，所以對屏蔽體是否連接有接地導體沒有要求，但是需要保證屏蔽體的完整性。因為屏蔽體內部的機械電子設備需要通風散熱，所以在屏蔽體上勢必要設置通風口，這些開口會破壞屏蔽體的導電連續性，所以應該通過加裝金屬篩網或導電布等方式提高開口位置的屏蔽能力，在屏蔽體材料的選擇上，應該優先考慮抗壓能力和屏蔽能力較高的材料。

（三）做好機械電子設備內部的電氣隔離工作

應該做好機械電子設備內部各分支電路與整個電氣系統的隔離工作，保證電源與用電回路的隔離。由于導線是電氣干擾的主要產生環境，做好電氣隔離工作可以保證各分支電路之間不產生干擾。用電回路如果未經過電氣隔離，而直接連接電源，在出現某個電路短路時，就會影響整個用電回路，進而對其他電路造成破壞。做好電氣隔離工作，可以保護整個電網安全，再通過監測裝置對電路的絕緣情況進行監測，出現接地短路的情況就會及時的發出提醒，進而保證維修人員可以及時的進行維護。

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作者簡介：

鄒航宇（1996-），男，漢，四川省內江市，本科，研究方向：機械電子工程。

陳福磊（1996-），男，漢，四川省德陽市，本科，研究方向：應用物理。