電氣隔離在數(shù)控機(jī)床電氣控制線路上的運(yùn)用

康彥婷 ,霍 菲（齊齊哈爾工程學(xué)院,黑龍江 齊齊哈爾 161005）

電氣隔離在數(shù)控機(jī)床電氣控制線路上的運(yùn)用

康彥婷 ,霍 菲
（齊齊哈爾工程學(xué)院,黑龍江 齊齊哈爾 161005）

數(shù)控技術(shù)在我國(guó)機(jī)械生產(chǎn)加工領(lǐng)域應(yīng)用的十分廣泛，對(duì)于我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展起到了巨大的推動(dòng)作用，這是科技力量創(chuàng)造的財(cái)富。數(shù)控機(jī)床電氣控制線路在實(shí)際工作過(guò)程中會(huì)受到不良因素的干擾，電氣隔離技術(shù)能夠有效的提升控制系統(tǒng)的抗干擾能力。本文就是對(duì)電氣隔離在數(shù)控機(jī)床電氣控制線路上的運(yùn)用進(jìn)行淺顯分析，希望對(duì)相關(guān)的技術(shù)人員有所幫助，經(jīng)驗(yàn)上有所交流。

電氣隔離；數(shù)控機(jī)床；電氣控制

0 引言

數(shù)控機(jī)床是高新的技術(shù)設(shè)備，數(shù)控機(jī)床從誕生至今已經(jīng)有了較長(zhǎng)時(shí)間的發(fā)展，并且該設(shè)備越來(lái)越科學(xué)化、現(xiàn)代化、系統(tǒng)化，它集合了計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、數(shù)控控制系統(tǒng)等系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)，在我國(guó)的機(jī)械生產(chǎn)加工領(lǐng)域的應(yīng)用非常的廣泛。但是對(duì)于數(shù)控機(jī)床的電氣控制進(jìn)行深入分析發(fā)現(xiàn)，電氣控制部分身處的環(huán)境十分的惡劣，很容易受到外界不良因素的干擾導(dǎo)致控制系統(tǒng)非正常的動(dòng)作發(fā)生，為了能夠使得控制系統(tǒng)的抗干擾能力增強(qiáng)，技術(shù)人員對(duì)此進(jìn)行了深入的研究，并且找尋了電氣隔離這一抗干擾技術(shù)，下面就對(duì)相關(guān)問(wèn)題進(jìn)行詳細(xì)的闡述。

1 數(shù)控機(jī)床控制系統(tǒng)常見(jiàn)干擾綜合分析

對(duì)于數(shù)控機(jī)床控制系統(tǒng)所處的環(huán)境進(jìn)行深入的調(diào)查發(fā)現(xiàn)，經(jīng)常會(huì)有一些人為導(dǎo)致的或者是自然因素產(chǎn)生的電磁干擾信號(hào)，產(chǎn)生的干擾信號(hào)會(huì)通過(guò)一些途徑進(jìn)入到控制系統(tǒng)內(nèi)部。可以根據(jù)干擾信號(hào)發(fā)生的源頭，以及干擾信號(hào)進(jìn)入到數(shù)控機(jī)床控制系統(tǒng)的途徑將其分為兩種類(lèi)型：第一種就是電氣控制系統(tǒng)內(nèi)部存在的互相干擾，第二種就是來(lái)自于電氣系統(tǒng)外部環(huán)境的干擾。第一種干擾主要因?yàn)閿?shù)控機(jī)床控制系統(tǒng)中存在的開(kāi)關(guān)、接觸裝置或者是控制系統(tǒng)內(nèi)部其它的元器件導(dǎo)致的，會(huì)應(yīng)用控制系統(tǒng)的內(nèi)部通道，例如數(shù)控機(jī)床控制系統(tǒng)的輸入和輸出端口、也會(huì)通過(guò)電源進(jìn)行一定的干擾。本文以數(shù)控機(jī)床控制系統(tǒng)具有的接觸裝置為例，接觸裝置主要會(huì)產(chǎn)生兩種干擾信號(hào)。接觸裝置在進(jìn)行開(kāi)、關(guān)動(dòng)作時(shí)，會(huì)在其母線上產(chǎn)生頻率多元化的震蕩波，這時(shí)母線就如同是傳播的天線，將短時(shí)間電磁場(chǎng)具有的能量向周?chē)臻g釋放，這些不良的能量傳播到數(shù)控機(jī)床控制系統(tǒng)會(huì)對(duì)其造成一定的干擾。第二種是由接觸裝置具備的控制線圈引起的，控制線圈通、斷時(shí)會(huì)在控制線圈的兩級(jí)產(chǎn)生相應(yīng)的過(guò)電壓，這些不良過(guò)電壓會(huì)電源線為通道進(jìn)入到數(shù)控機(jī)床控制系統(tǒng)內(nèi)部。這時(shí)控制系統(tǒng)內(nèi)部具有的強(qiáng)電信號(hào)，會(huì)通過(guò)電源線傳輸對(duì)控制系統(tǒng)造成一定的干擾。

2 數(shù)控機(jī)床電氣隔離抗干擾技術(shù)應(yīng)用

科研人員為提升數(shù)控機(jī)床控制系統(tǒng)的抗干擾能力，對(duì)數(shù)控機(jī)床控制機(jī)系統(tǒng)的工作原理進(jìn)行了深入的分析，并且了解數(shù)控機(jī)床控制系統(tǒng)常見(jiàn)的干擾形式，最終得出想要不斷的提升控制系統(tǒng)的抗干擾能力，使得電氣系統(tǒng)一直能夠處于最佳運(yùn)行狀態(tài)中，需要考慮應(yīng)用電氣隔離技術(shù)，下面就對(duì)電氣隔離在數(shù)控機(jī)床電氣控制線路上的應(yīng)用進(jìn)行詳細(xì)闡述。

2.1 控制信號(hào)干擾的電氣隔離

電氣隔離技術(shù)具體的來(lái)說(shuō)就是將干擾因素的傳播通道切斷，使得數(shù)控機(jī)床控制系統(tǒng)的測(cè)控裝置與現(xiàn)場(chǎng)只是應(yīng)用信號(hào)的形式進(jìn)行聯(lián)系，不會(huì)產(chǎn)生電測(cè)聯(lián)系。光電隔離方式、布線隔離方式等都是實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)的工控裝置和現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)隔離的最為常見(jiàn)的隔離方式。

脈沖變壓器具有的匝數(shù)十分的少，還需要注重的是無(wú)論一次繞組還是二次繞組都會(huì)布置與鐵氧體磁芯的兩側(cè)，這樣能夠使得脈沖變壓器分布的電容很少，只是達(dá)到了幾個(gè)PF，所以能夠?qū)⒋擞脕?lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)于脈沖信號(hào)的隔離。脈沖變壓器在脈沖信號(hào)的傳遞過(guò)程中，不會(huì)發(fā)布直流分量，也正是因此使得脈沖變壓器隔離技術(shù)在數(shù)控機(jī)床控制系統(tǒng)中得到十分廣泛的運(yùn)用。

繼電氣隔離技術(shù)在數(shù)控機(jī)床控制系統(tǒng)中的應(yīng)用也十分的廣泛，因?yàn)槔^電氣具有的線圈和接觸點(diǎn)沒(méi)有存在電氣方面的聯(lián)系，所以可以有效的應(yīng)用線圈作為信號(hào)的接收器，將繼電氣具有的觸點(diǎn)作為控制信號(hào)的傳輸器，將強(qiáng)電信號(hào)與弱電信號(hào)進(jìn)行有效的隔離，從而有效的提升數(shù)控機(jī)床電氣控制系統(tǒng)的抗干擾能力。

2.2 供電系統(tǒng)的電氣隔離

數(shù)控機(jī)床電氣控制系統(tǒng)受到的很多強(qiáng)干擾大部分都是以供電系統(tǒng)作為路徑，從而進(jìn)入數(shù)控機(jī)床控制系統(tǒng)，對(duì)其造成一定的干擾，所以必須要考慮對(duì)供電系統(tǒng)進(jìn)行保護(hù)。在應(yīng)用三百八十伏電力輸送網(wǎng)絡(luò)的環(huán)境下，可以在控制系統(tǒng)的輸入端口添置電源濾波器。如果應(yīng)用線性穩(wěn)壓器裝置，不僅需要對(duì)電力系統(tǒng)的變壓器進(jìn)行隔離處理，同時(shí)還需要在三端穩(wěn)壓器的基礎(chǔ)上，設(shè)置由磁環(huán)與高頻電容構(gòu)成的濾波，特殊情況下可以在數(shù)控機(jī)床電源裝置的引腳位置，布置瞬態(tài)電壓抑制器，有效的避免電源產(chǎn)生的噪音對(duì)于數(shù)控機(jī)床控制系統(tǒng)造成的干擾。

電源變壓器是數(shù)控機(jī)床供電系統(tǒng)中不可缺少的重要裝置，若想對(duì)來(lái)自電網(wǎng)的干擾進(jìn)行有效的控制，經(jīng)常會(huì)應(yīng)用隔離變壓器，同時(shí)選用的變壓器的容量要比實(shí)際要求的標(biāo)準(zhǔn)大一點(diǎn)二到一點(diǎn)五倍。在實(shí)際應(yīng)用的過(guò)程中要使得變壓器具有的屏蔽層進(jìn)行接地處理，對(duì)于次級(jí)線圈的連接線也有著特殊的需求，必須要應(yīng)用雙絞線，從而縮減電源線之間的干擾。

由于交流電網(wǎng)中存在著大量的諧波、高頻干擾等，所以對(duì)由交流電源供電的控制裝置和電子電氣設(shè)備，都應(yīng)采取抑制措施。采用電源隔離變壓器，可以有效地抑制竄入交流電源中的噪聲干擾。但是，普通變壓器卻不能完全起到抗干擾的作用，這是因?yàn)椋词挂淮卫@組和二次繞組之間是絕緣的，能夠阻止一次側(cè)的噪聲電壓、電流直接傳輸?shù)蕉蝹?cè)，有隔離作用。當(dāng)控制裝置和電子電氣設(shè)備的內(nèi)部子系統(tǒng)之間需要相互隔離時(shí)，它們各自的直流供電電源間也應(yīng)該相互隔離，其隔離方式如下:第一種是在交流側(cè)使用隔離變壓器，第二種是使用直流電壓隔離器(即DC/DC變換器)。

3 結(jié)語(yǔ)

數(shù)控機(jī)床電氣控制系統(tǒng)經(jīng)常會(huì)受到不良信號(hào)的干擾，使得控制系統(tǒng)發(fā)出錯(cuò)誤的動(dòng)作，導(dǎo)致數(shù)控機(jī)床的正常工作狀態(tài)受到嚴(yán)重的影響。相應(yīng)的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)在全面掌握控制系統(tǒng)工作原理的基礎(chǔ)上，對(duì)干擾因素的產(chǎn)生進(jìn)行深入的分析，并且應(yīng)用多種隔離方式，使得數(shù)控機(jī)床電氣控制線路的抗干擾能力得到有效的增強(qiáng)，使得電氣控制系統(tǒng)的可靠性得到有效的提升，這對(duì)于促進(jìn)我國(guó)機(jī)械生產(chǎn)加工行業(yè)的發(fā)展有著不可忽視的影響力。

[1]汪潔.數(shù)控機(jī)床電氣控制系統(tǒng)中的電氣隔離技術(shù)[J].湖南農(nóng)機(jī), 2013(07).

[2]黃世寧.淺談數(shù)控機(jī)床電氣改造中應(yīng)注意的問(wèn)題[J].科技資訊, 2012(02).

[3]李傳偉.電氣隔離在數(shù)控機(jī)床電氣控制線路上的應(yīng)用[J].機(jī)床電氣,2012(04).

10.16640/j.cnki.37-1222/t.2015.21.161