试论电机测控电路中的抗干扰技术

作者:冯婧 刊名:电子制作 上传者:朱丽华

【摘要】随着经济与社会的快速发展与不断进步,工业领域中对于电动机的使用范围也越来越广,同时,为了保证电动机能始终处于正常运行状态,对电动机中测控电路所具有的可靠性能要求,也日益有所提高。在测控电路中,能对测控系统可靠性能造成影响的因素有很多,其中系统自身抗干扰能力的强弱,就是测控系统可靠性能中的一项重要指标。为了确保电动机能始终处于安全、可靠及稳定的运行状态,最终达到高产、高效、高品质及低成本的目的,本文主要从系统的硬件与软件方面入手,提出了抗干扰中常采用的一些措施,以供同行相互探讨。

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当前,随着科学信息技术的迅猛发展,以高性能著称的电动机测控系统也应运而生。虽然电动机以其独有的特点及优势,在各大工业领域均得到广泛应用,但使用过程中由于所处环境恶劣,及很多强电设备同时使用,从而产生了许多诸如电网干扰、电磁干扰及交流噪声等,它们都将以各种形式对测控系统带来一定的影响,而这些影响显然是正常生产中所不允许的。所以,我们必须借助硬件与软件技术为基础,提出相应的抗干扰措施,在最大程度上削弱或是彻底消除干扰,从而保证电动机的测控系统能维持安全与可靠的运行状态。1干扰源的测试与分析1.1地线干扰因为地线存在一定的阻抗,所以当电流流经地线的时候,地线上就会有电压产生,并且这个电压将随电流的增大而增大。当测试系统启动测试时,如果近距离内的大功率用电设备也同时启动,则地线中将流过极强的电流,而这个电流又将使设备连接电缆上产生出电流,并且电路存在不平衡的特点,因此,每根导线上电流的大小都有所不同,从而导致差模电压的产生,最终对电路产生一定影响。1.2电磁干扰电流与电压在工作过程中发生连续或是间歇性的变化,这是几乎全部电子设备与电器都具有的一个共同特点,这种电流与电压的变化速度,某些时候还会变得非常快,此时是极易产生电磁能量的,同时,这种电磁能量还将借助相应的电路,发射到周边环境中去,从而对测控电路造成影响。1.3湿度变化相对湿度过高或是过低都不利于电路的正常运行,过低容易产生静电,让机械摩擦部分受到静电干扰的影响,最终因毁坏元器件而影响整个系统的正常运行;而过高则会使插座与电路内部焊点之间的接触电阻增大,导致电气接触点其接触性能下降或是被锈蚀,极易使电子元件与电源系统出现短路的故障。2硬件抗干扰的措施2.1以电路设计来实现抗干扰首先,元器件选择时应注重其性能及质地,并经过测试及老化处理之后方可使用,对于逻辑器件的未使用端切记不能悬空,可将其接地或是与有用输入端采用并联的方式进行连接;其次,模拟电路与数字电路之间不能混在一起,并对地线与电源线进行加粗处理,其中地线应以环状或网状地线为主,并使两种线路的走向能与数据的传递方向保持统一;另外,当对印制板中的按钮或是继电器等元器件进行操作时,通常都会以火花的形式放电,此时可利用恰当的RC电路吸收所放电流;第四,布线时应尽量不采用锐角与直角折线,这样能有效控制高频噪声的发射,同时,为了消除来自高频的干扰,可在PCB板的每个IC处接入旁路电容,且引线不宜过长,并靠近需要旁路处理的端口;第五,避免高频元器件间的连线过长,同时将易受干扰的各种元器件相互隔开,以免发生电磁干扰;第六,各种地线之间必须分开,模拟地与数字地其共地点可置浮点方式或直接接入大地,而信号地与机壳之间的连接则不能成为闭环回路。2.2以电源设计来抗干扰首先,当测控系统采用电网供电时,为避免出现电压毛刺现象、增加频谱宽度及消除宽频带的瞬变干扰,可在相应位置接入电源滤波器,且该滤波器带有屏蔽罩,它只能通过50Hz的交流电,同时还能减弱高频干扰电压。电源滤波器的电路结构见图1。其次,充分利用独立供电措施,不光是测控系统中的供电要分开,模拟与数字电路系统中的供电也必须独立,确保他们电路中没有直接联系之后,再采用浮空技术使之不能相互共地。2.3屏蔽技术与隔离技术1)屏蔽技术:首先,可将测控电路设置在金属壳内,然后对金属壳进行接地处理,这样既可以避免空间辐射干扰,又可以降低或是消除由外来磁场所造成的影响;其次,为了有效避免电磁干扰,还可将电源线及信号电缆等,各自穿入到相应的钢管中,其效果也非常显著。2)隔离技术:隔离技术中一种是利用隔离变压器,以此来抑制电网中出

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