機械電子設備中電氣干擾的排除方法研究

張智永 馬巍

摘 要：先進科學技術不斷創新發展，機械電子設備信息化程度明顯提高，在多個生產領域得以有效應用。但機械電子設備在具體使用過程中會因電氣干擾出現無法正常運行或嚴重損壞的情況，會在一定程度上影響產品質量以及生產效率，會使企業遭受經濟損失。

關鍵詞：機械電子設備;電氣干擾;排除方法

為使機械電子設備處在正常穩定運行狀態，管理維護人員應立足生產制造的實際情況，分析電氣干擾影響因素及傳播等，運用有效的排除措大幅降低電氣干擾，加強對機械電子設備的保護。

1.機械電子設備中電氣干擾概述

1.1主要產生原因

在具體的應用過程中，機械電子設備主要受到電源干擾和電磁干擾，會嚴重影響運行的穩定性。其中電源干擾有較多種類，會發生較大變化，可以干擾原理為依據，將其分成共模電源干擾和差模電源干擾。共模電源干擾即因信號線與信號地線有相同的干擾電壓幅度，會在導線與周圍物體間形成完整的回路，可在支持干擾電流在回路中持續流動，會在很大程度上干擾機械電子設備的正常運行。差模電流干擾是指在信號線和信號地線間有干擾電壓，促使有干擾電流回路形成，同樣也會干擾機械電子設備。機械電子設備會因電源干擾而在運行時出現大幅波動情況，會出現一定偏差，同時也能使設備無法保持穩定運行。而電磁干擾則是因電磁輻射會對電纜信號造成較大干擾，會使信號無法完整傳輸，導致電子設備出現噪音問題。機械電子設備在應用運行時會產生電磁，電磁干擾這種干擾源很常見，主要通過傳導形式和輻射形式帶來不利影響，其中輻射干擾形式的影響較為嚴重。此外，機械電子設備的整流器也會帶來非線性波干擾，會因劇烈振動引起機身急速升溫的情況。

1.2傳播途徑分析

電源干擾的形成主要是電壓產生電流而對機械電子設備運行造成干擾，是通過導線實現傳播的。電源干擾會造成較小的電壓，其干擾程度會因導線伸長而降低。但發生電源干擾時因電流波動會出現電磁感應情況，會有波動性電磁干擾在一定空間內產生，會對機械電子設備的穩定運行帶來不利影響。電磁干擾可通過導線實現傳播，也可通過空間場進行傳播，會組成電磁干擾場，使得機械電子設備運行時受到較大影響。

2.機械電子設備中電氣干擾的具體排除措施分析

2.1濾波器抗干擾措施

濾波器主要由電容及電阻等要素組成網絡結構，可有效抑制低頻干擾與中頻干擾。在機械電子設備運行時，濾波器能對產生的信號進行正確識別并歸類，當信號頻率處在規定范圍才能通過，可排除不正常頻率的干擾。為使機械電子設備運行中有較好的排除電氣干擾效果，應結合實際需求等，合理選擇適合的濾波器。濾波器會因類型的不同而在功能作用上存在一定差異。在采用濾波器抗干擾措施時，首先應借助干擾器對機械電子設備運行時的干擾波幅值等電氣干擾源頻譜進行測量確定，與設備的工作原理以及功能等相結合，選擇合理分濾波器，實現順利濾除其中的低頻紋波和高頻紋波。通過濾波器抗干擾措施有效利用，促進濾波器的抗干擾效果大幅提高，有效維護機械設備穩定正常運行。若機械電子設備使用直流電源，在運用濾波器抗干擾措施時，應在電源處選擇合理位置安裝并聯電容，將電源處出現的高頻波紋及時有效濾除，能在較大程度上避免電氣干擾問題的影響。

2.2屏蔽抗干擾措施

屏蔽抗干擾措施的應用在可在有效抑制電磁干擾，主要是借助屏蔽體對電氣干擾進行有效抑制，可起到阻止干擾進入的效果，也可對內部電磁能量進行有效限制，避免出現不正常波動的情況，通常應用在隔離輻射的場合中。屏蔽體通常是使用導電性較強的金屬材料而制成，殼體是全封閉狀態、可有效屏蔽電流及磁場波動的影響。屏蔽抗干擾措施中的靜電屏蔽是指靜電平衡空腔金屬導體的導體內與空腔內都是零場強時，電場干擾不會對處在腔內的物體造成影響，可實現較好的屏蔽效果。為保障抗干擾效果，可在屏蔽體的電容耦合通道中直接安插處在接地狀態的金屬屏蔽導體，可使抗干擾電壓變為零，能有效隔斷外界的干擾。屏蔽抗干擾措施中的磁屏蔽則是有效抑制磁干擾，在機械電子設備運行時會有相應的磁場產生，會因時間因素而發生變化，會嚴重干擾電路的電流運行。電磁屏蔽通常是屏蔽高頻電磁場，借助阻擋層有效限制電磁波傳輸，獲得較好的屏蔽電磁效果。屏蔽體的電磁屏蔽效果，雖不會因不是接地狀態發生變化，但會因導電連續性發生極大改變。因此，若屏蔽體因裂口及縫隙等問題造成導電連續性下降，會使屏蔽效果明顯降低。當前常用的機械電子設備，如電腦等因灰塵通過通風口進入內部，會對屏蔽體導電連續性造成破壞，無法正常使用。對此，可用導電布等對縫隙進行處理，產品選擇需對密封壓力等多種影響因素進行綜合考慮。

2.3接地抗干擾措施

在對機械電子設備的電氣干擾進行排除時，因操作不善等會損害電子設備。對此，可運用接地抗干擾措施進行處理，可為機械電子設備正常穩定運行提供有力保障，幾乎不會危害電子設備。同時，接地抗干擾措施的應用能在很大程度上對電源造成的干擾影響實現有效抑制，接地抗干擾系統可結合需求進行選擇。

2.4電氣隔離抗干擾措施

電氣隔離抗干擾措施是指將電子設備隔離導線部分，可實現對電氣干擾造成的不利影響有效規避，為機械電子設備運行的穩定性提供有力保障。電子設備產生電氣干擾的是脈沖變壓器與電光器件，電氣隔離抗干擾措施應用對輸入信號干擾進行模擬，有效隔離處理干擾信號。

3.總結

綜上，管理維護人員應結合機械電子設備結構及工作原理等，分析造成電氣干擾的主要原因，了解電氣干擾造成的危害，選用適合的抗干擾措施，實現對電氣干擾影響的有效抑制，避免設備應用過程中出現故障問題。

參考文獻：

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[2]呂博，楊翼，王世洪，楊惠.排除機械電子設備中電氣干擾的主要措施[J].農家參謀，2019（20）：189.

作者簡介：

張智永（1987-02）男，漢，籍貫：遼寧沈陽，學歷：本科，研究方向：電氣。

（遼寧輝山乳業集團（沈陽）有限公司，遼寧 沈陽 110000）