数控机床是集计算机控制系统、电气控制系统和数控系统于一体的机电一体化设备，广泛应用于机械加工领域。 电气控制部分大多处于高压电路和高压设备形成的恶劣电磁环境中。 容易受到周围干扰源的干扰，可能造成控制系统的误操作。 为了使控制系统稳定工作，在系统设计和安装时应采取一定的抗干扰措施。电气隔离技术是抗干扰性较好的技术之一，可以将干扰信号从受扰部分与电路隔离，达到隔离现场干扰的目的。 该电路切断干扰传输的路径，以抑制干扰信号。 通过采用电气隔离技术，大部分电路可以很好地抑制噪声干扰，使设备满足电磁兼容的要求。 通过分析数控机床电气控制系统的工作原理和对数控机床的常见干扰，为了降低数控机床电气控制系统的干扰程度，提高数控机床控制系统的可靠性，必须优先采取硬件电气隔离措施，如各种控制信号的隔离和供电系统的隔离。 电气隔离就是切断干扰通道，使测控装置只能与现场保持信号接触，而不能直接电气接触。 脉冲变压器隔离、光电隔离、继电器隔离和接线隔离是工业控制设备与现场信号之间常用的隔离技术。 1.光电耦合隔离技术光电隔离电路利用光作为介质来传输信号，隔离输入输出电路。 因此能有效抑制干扰信号，消除接地电路的干扰，具有响应速度快、寿命长、体积小、耐冲击等特点。它常用于强弱接口电路和计算机控制系统的前向和后向通道。 光电隔离是通过光电耦合器件完成的。 它的输入端装有光源，输出端装有光接收器，输入和输出完全电隔离。 由于光电耦合器的输入阻抗(100ω~ 1kω)小于一般干扰源(105 ~ 106ω)，光电耦合器输入端的干扰电压更小，它能提供的电流也不大，所以不容易使半导体二极管发光。 另外，光电耦合器的隔离电阻很大(约1012ω)，隔离电容很小(约几pF)，可以防止电路耦合产生的电磁干扰，被控设备的各种干扰很难反馈到输入系统。 光耦合器将输入信号与内部电路隔离，或将内部输出信号与外部电路隔离。 开关输入电路接入光电耦合器后，由于光电耦合器的隔离作用，混合在输入开关中的各种干扰脉冲被阻挡在输入电路的一侧。 由于光电耦合器不直接耦合输入侧和输出侧的电信号，而是以光为耦合介质，因此具有较高的电气隔离和抗干扰能力。 在数控机床的plc控制系统中，由于测控系统与被测被控设备之间不可避免的干扰，导致传输信号失真或畸变。此外，远距离设备间传输信号的电缆，由于设备间的地电位差，往往会引起地回路电流，产生差模干扰电压。 为增强传输的可靠性，可采用光电耦合技术将两路电路隔离，使其相互独立，切断可能的回路，提高电路的抗干扰性能。 如果传输线很长，场干扰严重，那么用两级光电耦合器就可以把长线完全“漂”起来。 2.脉冲变压器的隔离技术。脉冲变压器匝数少，初级绕组和次级绕组分别缠绕在铁氧体磁芯的两侧。这种技术使其分布电容非常小，只有几pF，因此可以作为脉冲信号的隔离元件。 脉冲变压器在传输输入输出脉冲信号时，不传输DC分量，PLC使用的数字信号输入输出控制设备也不需要传输DC分量，因此在数控系统中得到了广泛的应用。 3.继电器隔离技术继电器的线圈和触点之间没有电气连接。因此，继电器的线圈可以用来接收信号，触点可以用来发送和输出控制信号，避免了强弱电信号的直接接触，实现了抗干扰隔离。 在该电路中，低压DC通过继电器与高压交流隔离，使得高压交流侧的干扰无法进入低压DC侧。 4.布线系统隔离将弱信号电路与易受噪声污染的电路分开。最基本的要求是信号回路必须与高压控制回路和电源回路分开走线，并保持一定的距离。 布线时，交流线、DC稳压电源线、数字信号线、模拟信号线、感性负载驱动线等。应该区分。 布线间隔越大，布线越短，噪声影响越小。 但实际设备的内外空间有限，布线间隔不能太大，只要保持最小间隔距离即可。 如果由于环境条件的限制，信号线不能离高压线和电源线足够远，就必须采用信号线连接电容等各种措施来抑制电磁感应噪声。 5.电源系统的电气隔离最强的干扰通过电源系统进入数控机床的电气控制系统。所以电源要滤波隔离稳压。 在使用380V电网电压的情况下，可以在输入端增加一个电源滤波器；如果采用线性稳压器，除了电源变压器的隔离外，通常在三端稳压器的基础上增加由磁环和高频电容组成的π型滤波器；必要时，可在控制系统的电源引脚上增加瞬态电压抑制器，以降低电源噪声的干扰。 电源变压器是数控机床电源系统的主要组成部分。为了抑制电网中的干扰，一般采用隔离变压器，变压器的容量应比实际需要大1.2 ~ 1.5倍左右。 使用时，变压器的屏蔽层应接地良好，二次线圈连接线应采用双绞线，以减少电源线之间的干扰。 对于数控机床PLC的控制器电源，有条件的可以在隔离变压器前加一个滤波器。此时，变压器的一次和二次连接线需要双绞线。 6.交流电源隔离技术的应用由于交流电网中存在大量的谐波和高频干扰，由交流电源供电的控制装置和电子电气设备应受到抑制。 电源隔离变压器可以有效抑制交流电源中的噪声干扰。 但是，普通的变压器并不能完全起到抗干扰的作用。这是因为即使原边绕组和副边绕组绝缘，也可以防止原边的噪声电压和电流直接传递到副边，起到隔离的作用。 但由于分布电容(绕组与铁芯之间、绕组之间、匝间、引线之间)的存在，交流网络中的噪声会通过分布电容耦合到二次侧。 为了抑制噪声，必须在绕组之间加屏蔽层，这样可以有效地抑制噪声，消除干扰，提高设备的抗干扰性能。 7.结论在开发数控模切烫金机、数控车(铣)等数控产品时，在电气控制上根据不同的电气控制部分采取相应的电气隔离措施。 通过验证，大部分电路都能达到良好的干扰抑制效果，使设备满足电磁兼容的要求。 同时，在产品开发实践中，需要综合分析电子电气设备的内部干扰和外部干扰，结合接地问题和屏蔽问题，选择合理的隔离方式及其合适的隔离部件，进行统一配置，从而设计出符合电磁兼容要求的合格产品。 当然，除了硬件抗干扰措施外，还可以结合软件抗干扰技术，如指令冗余法、软件陷阱法等，进一步提高数控系统电气控制的抗干扰性能。

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