数控机床电气

EMC

设计中的屏蔽与接地

邢美峰

(包头职业技术学院机械工程系 ,内蒙古包头 014030)

摘　要 :数控机床电气系统中抗干扰设计非常重要 ,这一问题直接影响到数控机床工作的稳定性和
可靠性。针对数控机床电气系统中常见的干扰源形式 ,分析抗干扰的实施方法和技术手段。
关键词 :电磁兼容 ;抗干扰 ;数控机床

0　前言

数控系统一般在电磁环境恶劣的工业现场使

用。在数控机床的电气设计过程中 ,数控系统对干
扰的抑制 ,如果处理不好 ,经常会发生数控系统和电
动机反馈的异常报警 ,在机床电气完成装配后 ,处理
这类问题就非常困难。为了避免数控系统此类故障
的发生 ,在机床设计时应该全方位考虑系统的布线、
屏蔽和接地问题 ,这是对电气设计人员是最基本的
要求。同时 ,在进行机床的强电装配时 ,要严格按照
设计的要求进行装配 ,从而提高数控机床的抗干扰
能力 ,为数控机床的可靠、

安全运行打下基础。

电磁干扰的途径有多种 ,即通过数控系统电源

的干扰 ,通过数控系统接口的干扰 ,来自空间的辐射
干扰 ,来自不良接地系统的干扰和来自数控系统内
部的干扰等。在抗干扰的实践中 ,针对以上的干扰
采用的主要措施是接地技术。在系统电气设计中 ,
常用三种接地保护技术 ,即保护接地、

工作接地和屏

蔽接地 ,从而提高系统的可靠性和稳定性。

1　保护接地

保护接地在电气系统设计中的应用要点为 :电

气设备应设计专门的保护导线接线端子 ,并且采用
接地符号标记 ,也可以用黄绿双色标记 ;不允许用螺
丝在外壳、

底盘等部位代替保护接地端子 ;在电气控

制柜内部不允许中线与地线连接 ,也不允许共用一
个端子 PEN;保护接地端子与电气设备的机壳、

底

盘等应实现良好的搭接 ,设备的机壳、

底盘等应保持

电气上连续 ,保护接地电路的连续性应符合标准

GB5226. 1 - 2002的要求 ;数控系统控制柜内应安装

有接地排 ,接地排接入大地 ,接地电阻应小于 4Ω;保
护接地不要构成环路。

2　工作接地

为保证设备的正常工作 ,直流电源常需要有一

极接地作为参考零电位 ,信号传输也常需要有一根
线接地作为基准电位。在系统中要注意工作地线的
正确接法 ,否则不但起不到作用还可能产生干扰。

设备地线不能布置封闭的环状 ,一定要留有开

口 ,因为封闭环在外界电磁场影响下会产生感应电
动势 ,从而产生电流 ,电流在地线阻抗上有电压降 ,
容易导致共阻抗干扰。采用光电耦合、

隔离变压器、

继电器、

共模扼流圈等隔离措施 ,切断设备或电路间

的地环路 ,抑制地环路引起的共阻抗耦合干扰。设
备内的各种电路如模拟电路、

数字电路、

功率电路、

噪声电路等都应设置各自独立的地线 (分地 ) ,最后
汇总到一个总的接地点。

低频电路 ( f < 1MHz)一般采用树叉型放射式的

单点接地方式 ,地线的长度不应该超过地线中高频
电流波长 (λ = c / f)的 1 /20,即 l <λ/20,较长的地线
应尽量减小其阻抗 ,特别是减小电感 ,例如增加地线
的宽度 ,采用矩形截面导体代替圆导体作地线等。

高频电路 ( f > 1MHz)一般采用平面式多点接地

方式 ,或采用混合接地方式 ,如工控机电路底板的工
作地线与机箱采用多点接地方式。

在机柜内同时装有多个电气设备 (或电路单

元 )的情况下 ,工作地线、

保护地线和屏蔽地线一般

都接至机柜的中心接地点 (接地排 ) ,然后接大地 ,
这种接法可使柜体、

设备、

机箱、

屏蔽和工作地都保

持在同一电位上。

3　屏蔽电缆接地设计要点

为抑制噪声 ,电缆、

变压器等的屏蔽层需接地。

在低阻抗网络中 ,利用低电阻导体可以降低干扰作

2010

年

月

第

卷第

期

包头职业技术学院学报

JOURNAL O F BAO TOU VOCA TIONAL & TECHN ICAL COLLEGE

M arch. 2010

Vo1. 11. No. 1

3 收稿日期

: 2010 - 01 - 05

作者简介

邢美峰

( 1973 - ) ,

男

蒙古族

讲师

主要从事数控技术专业的教学和研究工作。