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機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)抗干擾措施

發(fā)布時(shí)間:2023-10-25
機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)組成如圖1所示,系統(tǒng)中既包含高電壓、大電流的強(qiáng)電設(shè)備,又包含低電壓、小電流的控制與信號處理設(shè)備和傳感器,即弱電設(shè)備。強(qiáng)電設(shè)備產(chǎn)生的強(qiáng)烈電磁騷擾對弱電設(shè)備的正常工作構(gòu)成極大的威脅。此外,系統(tǒng)所在的生產(chǎn)現(xiàn)場的電磁環(huán)境較惡劣,系統(tǒng)外各種動力負(fù)載的騷擾、供電系統(tǒng)的騷擾、大氣中的騷擾等都會對系統(tǒng)內(nèi)的弱電設(shè)備產(chǎn)生嚴(yán)重影響,由于弱電設(shè)備是控制強(qiáng)電設(shè)備的,所以,一旦弱電設(shè)備受到干擾,最終將導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)的癱瘓。
抑制騷擾的發(fā)射,切斷騷擾的傳輸途徑,提高敏感設(shè)備的抗干擾能力是系統(tǒng)達(dá)到電磁兼容的主要手段,最常采用的是屏蔽、濾波、接地三大技術(shù)。
接地的含義是提供一個(gè)等電位點(diǎn)或電位面,為了防止共地線阻抗干擾,在每個(gè)設(shè)備中可能有多種接地線,但概括起來可以分為三類,即保護(hù)地線(安全接地)、工作地線(工作接地)、屏蔽地線(屏蔽接地)。
圖1 機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)組成
接地的含義是提供一個(gè)等電位點(diǎn)或電位面,為了防止共地線阻抗干擾,在每個(gè)設(shè)備中可能有多種接地線,但概括起來可以分為三類,即保護(hù)地線(安全接地)、工作地線(工作接地)、屏蔽地線(屏蔽接地)。
為了保護(hù)人身和設(shè)備的安全,免遭雷擊、漏電、靜電等危害,設(shè)備的機(jī)殼、底盤所接地線稱保護(hù)地線,應(yīng)與真正大地連接。保護(hù)地線的基本要求參見“gb5226.1.2002”有關(guān)章節(jié)的內(nèi)容。
(1)安全接地型式
機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)電源采用“tt”或“tn.s”接地型式,不允許采用“tn.c”接地型式,如圖2、圖3、圖4所示。
圖2 tt系統(tǒng)
圖3 tn.s系統(tǒng)
圖4 tn—c 系統(tǒng)
注:電氣控制柜中最好不要引入中線,如果使用中線,必須在安裝圖、電路圖及接線端子上予以明確的n標(biāo)識;在電氣控制柜內(nèi)部不允許中線與地線聯(lián)接,也不允許共用一個(gè)端子pen(pe與n短接的端子稱pen端子)。
(2)接地極的制作方法及接地電阻。
習(xí)慣上人們常把地下的金屬管道作為接地地極,特別是自來水管,由于它們和土壤之間有大面積的接觸,這種方法的接地電阻一般小于3ω。但要指出的是用水管做接地電極的安全性。例如:在對建筑物進(jìn)行維修或?qū)λ芟到y(tǒng)進(jìn)行改裝時(shí),通入管道的故障電流或雜散電流就可能對工作人員造成傷害。此外,還要注意水管金屬間的連續(xù)性,任何非導(dǎo)體的聯(lián)接件都可以使水管的接地有效性受到妨礙。
正規(guī)的做法是借助埋入地下的金屬棒、金屬板來實(shí)現(xiàn)對大地的電氣接觸,簡易做法有以下二種。
方法一:采用直徑為1.2、1.6或1.9cm,長度為1.8/2.4/3.0/3.6或4.8m的銅包鋼棒(選擇地勢低、較潮濕的地方)將棒打入或埋入地下,由一根接地棒組成的單一電極,它的對地電阻往往大于20ω,一般采用多個(gè)金屬棒并聯(lián)構(gòu)成接地電阻小于4ω的接地極,如圖5所示。
方法二:采用厚度≥5mm,面積≥0.5m2的金屬板(銅板為佳)埋入地底,如圖6所示。
圖5 金屬棒埋入地下作接地極
圖6 金屬板埋入地下作接地極
(3)保護(hù)接地設(shè)計(jì)要點(diǎn)
(a)電氣設(shè)備都應(yīng)設(shè)計(jì)專門的保護(hù)導(dǎo)線接線端子(保護(hù)接地端子),并且采用 符號標(biāo)記 ,也可用黃綠雙色標(biāo)記。不允許用螺絲在外殼、底盤等代替保護(hù)接地端子。
保護(hù)接地端子與電氣設(shè)備的機(jī)殼、底盤等應(yīng)實(shí)現(xiàn)良好的搭接,設(shè)備的機(jī)殼(機(jī)箱)、底盤等應(yīng)保持電氣上連續(xù),保護(hù)接地電路的連續(xù)性應(yīng)符合gb/t5226.1.1996的要求。
(b)數(shù)控系統(tǒng)控制柜內(nèi)應(yīng)安裝有接地排(可采用厚度≥3mm銅板),接地排接入大地,接地電阻應(yīng)小于4ω。
(c)系統(tǒng)內(nèi)各電氣設(shè)備的保護(hù)接地端子用盡量粗和短的黃綠雙色線連接到接地排上,如圖7所示。
圖7 保護(hù)接地例
(d)保護(hù)接地線不要構(gòu)成環(huán)路,如圖8所示。(a)正確接法
圖8 保護(hù)接地方法
(e)設(shè)備金屬外殼(或機(jī)箱)良好接地(大地),是抑制靜電放電干擾的最主要措施。一旦發(fā)生靜電放電,放電電流可以由機(jī)箱外層流入大地,不會影響內(nèi)部電路。
(f)設(shè)備外殼接大地,起到屏蔽作用,減少與其他設(shè)備的相互電磁干擾。
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