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数控加工中心动力电网干扰影响与解决办法

  更新时间:2020-04-01

数控加工中心影响最大的外部干扰来自于动力电网,它包括电磁辐射干扰、电压波动干扰、负载电感干扰等。动力电网的电磁辐射干扰,由于工厂中各种大功率高频、中频电源以及各种电火花加工设备都会产生强烈的高频电磁波向周围空间辐射,形成电磁辐射干扰源。这种高频辐射的能量通过空间传播,被临近的数控系统所接收,如果能量足够,就会干扰数控机床的正常工作。


数控加工中心动力电网干扰解决办法


动力电网电压波动对数控机床也会产生干扰,数控系统对输入电压的允许范围有一定要求,如380V±15%、220V土15%,超压或欠压都会引起电源电压监控报警,造成停机。


动力电网负载电感引起的干扰对数控机床也会产生影响,较大的电感在断电时要把存储的磁能释放出来,在电网中形成高峰值的窄脉冲。由于这种干扰脉冲频域较宽,尤其是高频窄脉冲,峰值高。能量大,干扰严重,而且变化速度快,电源监控系统来不及反应,如果通过供电线路窜入数控系统,极易引起错误信息而导致数控系统中央处理器或可编程控制器停止运行。


克服电网脉冲干扰的方法很多,最根本的方法是消除干扰源。这就要对各种产生干扰源的电力设备进行改造。在直流电路中可采用二级管续流,在交流电路中对一般电感器也可采用并联电阻续流,对交流电机、大型交流接触器,可采用 RC阻容抑制电路。在数控伺服系统中都是将交流电整流成直流电再进行逆变,这样一是使电动机与电网隔离,二是还可在直流电路中加入续流二级管。


要想消除电网中的干扰对数控机床的影响,通常的办法:


一是将数控机床集中,采用单独的供电线路实行无干扰动力电网供电;

二是采用变压器隔离法(也叫隔离变压器) 来减弱干扰脉冲对数控的影响。这一方法的原理是利用变压器的感抗与信号频率有关的特性。由于干扰脉冲的频率比50Hz交流电高得多,所以变压器对它的传输功率相对小得多。


此外还可以采用电容对干扰脉冲滤波。在直流电路中一般装有大容量的滤波电容。这种电容通常是电解电容,它的结构使它具有较大的电感,对高频脉冲反应就比较迟钝,需要进行无感电容进行补偿。


采用谐波滤波器滤波,有源滤波器是消除系统谐波较有效的解决方案


有源滤波器是由IGBT管构成的三相并联变流器经由串联电抗器并联在电网上,通过实时检测,有源滤波器向供电系统注入补偿电流,该补偿电流与负载电流中的谐波电流大小相等,方向相反,互相抵消,实现滤除谐波的功能,保证最终流入系统电流是正弦波。


另外,还需要考虑到其他因素干扰,机床制造厂装配工艺的问题,如:接地点选择不当;屏蔽线处理不当;接触不良,导线虚焊等,另外周围的环境影响也是不可忽视的。

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