造成数控系统故障而又不易发现的一个重要原因是干扰。随着电子元件的表面贴装化和大规模集成电路的发展，CNC体积已越来越小。随着小型化发展，CNC单元在电气柜中多被安装在产生噪声元件较近的地方，所以应该注意干扰对CNC稳定性的影响。干扰是影响数控机床正常运行的一个重要因素。常见的干扰有电磁波干扰、供电线路干扰和信号传输干扰等。

1.电磁波干扰

工厂中电火花高频电源等都会产生强烈的电磁波，这种高频辐射能量通过空间的传播，被附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。

2.供电线路干扰

数控系统对输入电压的允许范围都有要求，过电压或欠电压都会引起电源电压监控报警，从而造成停机。动力电网的另一种干扰是由大电感负载所引起的，电感在断电时要把存储的能量释放出来，在电网中形成高峰尖脉冲，它的产生是随机的。由于这种电感负载产生的干扰脉冲频域宽，特别是高频窄脉冲，峰值高、能量大、干扰严重，但变化迅速，不会引起电源监控的反应，如果通过供电线路窜入数控系统而引起错误信息，将会导致CPU停止运行，系统数据丢失。

3.信号传输干扰

数控机床电气控制的信号在传递过程中若受到外界干扰，常会产生常模干扰（又称差模干扰、串模干扰）和共模干扰。图7-6所示为差模干扰的等效电路及电压波形。差模干扰的表现形式有：

图7-6 差模干扰图

a）等效电路b）输入端的电压波形 1—有用信号源 2—差模干扰源 3—测量装置

①通过泄漏电阻的干扰。最常见的现象是元件支架、检测元件、接线柱、印制电路以及电容绝缘不良，使噪声源以通过这些漏电阻作用于有关电路而造成干扰。

②通过共阻抗耦合的干扰。最常见的例子是通过接地线阻抗的共阻耦合干扰。

③经电源配电回路引入的干扰。干扰电压对双输入信号的干扰大小相等、相位相同时称为共模干扰，图7-7所示为共模干扰等效电路。

图7-7 共模干扰等效电路

一般数控系统接收装置的共模抑制比一般较高，所以U_N1对系统的影响不大。但当接收装置的两个输入端出现很难避免的不平衡时，共模电压的一部分将转换为差模干扰电压。

4.抗干扰的措施

1）减少供电线路干扰。数控机床要远离中频、高频电气设备，采用独立的动力线供电，避免和起动频繁的大功率设备、电火花设备使用同一条供电干线。在电网电压变化较大的地区，数控机床要使用稳压器。动力线和信号线要分离，信号线采用双绞线以减少电磁耦合的干扰。变频器中的控制线路接线要远离电源线至少100mm以上，两者不可以放在同一导线槽内，控制电路配线和主电路配线相交时要成直角，控制电路的配线应采用屏蔽双绞线，如图7-8所示。

图7-8 变频器控制电路与主电路配线

2）采用滤波、屏蔽和交流稳压器，如图7-9所示。它由低通滤波器电感和电容组成，对低频交流电的阻抗很小，而对高频干扰信号具有很强的抑制作用。交流稳压器的作用是阻止浪涌电压和尖脉冲电压通过。滤波器加屏蔽外壳，并使之接地良好。滤波器进线和出线采用屏蔽线，防止感应和辐射混合。电源变压器采用双屏蔽形式，一次绕组和二次绕组分别加屏蔽层，并且分别接地，一次绕组屏蔽层接专用地线，二次绕组屏蔽层接数控机床的数控系统地，这样可阻断高频干扰信号经变压器传播到数控机床的数控系统，另外可以消除静电感。

图7-9 滤波、屏蔽和交流稳压器

3）采用分散的直流供电方式。为了提高数控机床的数控系统直流电源的供电可靠性，可以各模板分别设置直流稳定电源，各自独立供电，消除相互之间通过电源产生的干扰。另外，信号线不能与交流电源并行敷设，尽量远离交流电流和大功率电动机设备，减少机床电气控制中的干扰。

4）压敏电阻保护。压敏电阻又称浪涌吸收器，是一种非线性过电压保护元件，对干扰电路的瞬变、尖峰等噪声起一定的抑制作用。压敏电阻漏电流很小，放电能力大，可通过数千安电流，且能重复使用。

图7-10所示的机床伺服驱动装置的电源引入压敏电阻的保护电路。交流接触器和交流电动机频繁起停时，其电磁感应现象会在机床的电路中产生浪涌或尖峰等噪声，干扰数控系统和伺服系统的正常工作。在这些电路上加阻容吸收回路，会改变电感元件的线路阻抗，使交流接触器线圈两端和交流电动机各相的电压在起停时平稳，抑制电器产生的干扰噪声，如图7-11所示。交流接触器的阻容吸收回路，其电阻一般为220Ω，电容一般为0.2μF/380V；交流电动机各相之间的阻容吸收回路，电阻一般为300Ω，电容一般为0.47μF/380V。需要注意，变频器输出端与电动机之间的连线中不可加入阻容吸收回路，否则会损坏变频器。

图7-10 压敏电阻保护

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图7-11 交流负载的阻容保护

有些交流接触器配备有标准的阻容吸收器件，如TE公司的D2系列接触器的LA4线圈抑制模块，可直接插入接触器规定的部位，如图7-12a所示。图7-12b所示为用于三相负载阻容吸收的三相灭弧器，另外可采用续流二极管保护。图7-13所示为数控机床电气控制中的直流电器、直流电磁阀续流二极管保护的电路。直流电感元件在断电时，线圈中将产生较大的感应电动势，在电感元件两端并联一个续流二极管，释放线圈断电时产生的感应电动势，可减少线圈感应电动势对控制电路的干扰噪声。有些厂家已将续流二极管并接在直流继电器线圈两端，如FUJI中间继电器DC24VHH53P-FL，给使用安装带来了方便。

图7-12 阻容保护器件

a）线圈抑制模块 b）三相灭弧器

图7-13 续流二极管保护

5）屏蔽技术。利用金属材料制成容器，将需要防护的电路或线路包在其中，可以防止电场和磁场的耦合干扰，此方法称为屏蔽。屏蔽可以分为静电屏蔽、电磁屏蔽和低频屏蔽等几种。通常使用的铜质网状屏蔽电缆能起到电磁屏蔽和静电屏蔽的作用，将屏蔽线穿在铁质蛇皮管或普通铁管内，达到电磁屏蔽和低频屏蔽的目的；仪器的铁皮外壳接地能同时起到静电屏蔽和电磁屏蔽的作用。

为了抑制噪声，电缆、变压器等的屏蔽层需接地，相应的地线称为屏蔽地线。在低阻抗网络中，利用低电阻导体可以降低干扰作用，故低阻抗网络常用做电气设备内部高频信号的基准电平（如机壳或接地板）。公共基准电位的连接应使用单独点尽可能靠近PE端子直接接地，或连接它自己的外部（无噪声）大地导体端子。设备中标有屏蔽接地符号的端子一般作为屏蔽地。

采用屏蔽电缆时，应用要点如下：

①对于低频电路（f<1MHz），电路通常是单端接地，屏蔽电缆的屏蔽层也应单端接地；单端接地对电场起到主动屏蔽的作用，也能起到被动屏蔽作用，但对磁场没有屏蔽作用。

②当电缆长度L<0.15km时，则要求单点接地。无论是单芯或是多芯屏蔽电缆，在电源和负载电路中，一端为接地点，另一端与地绝缘，其中接地点就是屏蔽层的接地。一般均在输出端接地，不存在接地环路，屏蔽效果好，这是电缆层屏蔽最佳的接地形式，也可在输入端接地，如图7-14和图7-15所示。

图7-14 低频电路的屏蔽层接地方法

a）输入端接地 b）输出端接地

图7-15 屏蔽层单端接地示例

③对于高频电路（f>1MHz），电路通常是双端接地，屏蔽电缆的屏蔽层也应双端接地；双端接地能对电场产生屏蔽，对高频磁场也能产生屏蔽作用。屏蔽电缆的屏蔽层应在电缆两端接地，如图7-16和图7-17所示。

图7-16 变频器电动机电缆屏蔽层双端接地

图7-17 编码器电缆双端接地

④当电缆的长度L>0.15km时，则采用多点接地。一般屏蔽层按0.05km或0.1km的间隔接地，至少应该在屏蔽层两端接地，以降低地线阻抗，减少地电位引起的干扰电压。

⑤数控系统中数控装置与伺服驱动器、变频器间的信号传输线一般推荐采用屏蔽双绞线，且屏蔽层采用双端接地方式。

⑥当输入信号电缆的屏蔽层不能在机壳内接地，只能在机壳的入口处接地时，屏蔽层上的外加干扰信号直接在机壳入口处入地，避免屏蔽层上的外加干扰信号带到设备内部的信号电路上。

⑦对于高输入或高输出阻抗电路，尤其是在高静电环境中，可能需要使用双层屏蔽的电缆，这时内屏蔽层可以在信号源端接地，外屏蔽层则在负载端接地。

⑧在实现屏蔽层接地时，应尽量避免产生所谓“猪尾巴”效应（即屏蔽层接头处未整理，呈毛团状），多芯电缆屏蔽层一般用电缆金属夹钳接地。