基于屏蔽技术的华中数控系统EMC设计

　　2.1 电场屏蔽

　　当噪声源是高电压、小电流时，其辐射场主要表现为电场，电场屏蔽是抑制噪声源和敏感设备之间由于存在电场耦合而产生的干扰。

　　2.1.1 电场屏蔽的机理

　　2.1.2 电场屏蔽设计要点

　　电场屏蔽设计时应考虑：一、系统中的强电设备（伺服驱动器、变频器、步进驱动器、开关电源、电机）金属外壳可靠接地，实现主动屏蔽；二、敏感设备（如数控装置等）外壳应可靠接地，实现被动屏蔽；三、强电设备与敏感设备之间距离尽可能远，一般在电柜内，强、弱电设备尽量保持30cm以上的距离，最小距离为10cm；四、高电压、大电流动力线与信号线应分开走线，例如各自使用各自独立的线槽等，距离尽可能保持在30cm以上，最小距离为 5～7.5cm，同时尽量避免平行走线，不能将强电线与信号线捆扎在一起；五、信号线应尽量靠近地线（或接地平板）或者用地线包围它； 六、屏蔽电缆既能对电场起到被动屏蔽作用，也能起到主动屏蔽作用，条件是屏蔽层接地。

　　2.2 磁场屏蔽

　　当噪声源具有低电压和大电流性能时，其辐射场主要表现为磁场，磁场屏蔽是抑制噪声源和敏感设备之间由于磁场耦合所产生的干扰。

　　2.2.1 磁场屏蔽的机理

　　磁场屏蔽主要是依赖高导磁材料所具有的低磁阻对磁通起到分路的作用，使得屏蔽体内部的磁场大大减弱，图3说明了这一原理。

　　2.2.2 磁场屏蔽的设计要点

　　磁场屏蔽的设计时应考虑：一、选用高导磁率的材料，如玻莫合金等，并适当增加屏蔽体的壁厚；二、被屏蔽的物体不要安排在紧靠屏蔽体的位置上，以尽量减少通过被屏蔽物体体内的磁通；三、注意磁屏蔽体的结构设计，对于强磁场的屏蔽可采用双层磁屏蔽体结构；四、减少干扰源和敏感电路的环路面积。最好的办法是使用双绞线和屏蔽线，让信号线与接地线（或载流回线）扭绞在一起，以便使信号与接地（或载流回线）之间的距离最近；五、增大线间的距离，使得干扰源与受感应的线路之间的互感尽可能地小；六、如有可能，使干扰源的线路与受感应线的线路呈直角（或接近直角）布线，这样可大大降低两线路间的磁场耦合；七、敏感设备应远离干扰源（强电设备、变压器等）布置，距离应保持30cm以上。

　　2.3 电磁场屏蔽

　　电磁场屏蔽用于抑制噪声源和敏感设备距离较远时通过电磁场耦合产生的干扰。电磁场屏蔽必须同时屏蔽电场和磁场，通常采用电阻率小的良导体材料。空间电磁波在入射到金属体表面时会产生反射和吸收，电磁能量被大大衰减。从而起到屏蔽作用。

3 结束语

　　在经济全球化和中国是制造大国的格局下，在我国电网质量波动比较大及为保证数控机床在电磁环境较恶劣的工业现场长时间、高强度、连续性使用情况下，本文结合华中数控系统，叙述了数控系统电磁兼容性设计要求及如何采用屏蔽技术来实现数控系统电磁兼容性。