数控机床中的电磁干扰问题.pdfVIP

2010年4月 机床与液压 Apr．2010 第38卷 第 7期 MACHINETO0L HYDRAULICS Vo1．38No．7 DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2010．07．044 数控机床中的电磁干扰问题 李彬 一，戴怡 ，石秀敏 ，刘朝华 ， (1．天津市高速切削与精密加工重点实验室，天津 300222；2．天津工程师范学院，天津300222) 摘要：介绍数控机床中存在的主要 电磁干扰。研究了电压源型脉宽调制 (PWM)逆变器产生的共模 电压及其负面效应 产生机理，揭示了共模 电压产生的原因及其抑制方法，并得出共模 电压是变频器输出负面效应产生的主要根源的结论。在 PWM逆变器一感应电机驱动系统中，绝缘栅双极晶体管 (IGBT)的高速开关动作产生很高的电压变化率和电流变化率， 能够导致严重的电磁干扰 (EMI)问题。最后，结合数控机床的特点介绍了几种有效的抗电磁干扰措施。 关键词：数控机床；电磁干扰 (EMI)；谐波；共模 电压；脉宽调制驱动系统 中图分类号：TG519 文献标识码：A 文章编号：1001—3881(201017—142—4 Electrom agneticInterferenceIssuesinNumericalControlM achineTools LIBin ，_。DAIYi，_，SHIXiumin 一。LIU Zhaohua， (1．TianjinKeyLaboratoryofHighSpeedCuttingPrecisionMachining，Tianjin300222，China； 2．TianjinUniversityofTechnologyandEducation，Tianjin300222，China) Abstract：Themainelectromagneticinterference (EMI)innumericalcontrolmachinetoolswasintroduced．Common—mode voltagegeneratedbyvoltagesourcepulsewidthmodulation (PWM)inverterandtheessencesofitsadverseeffectswereinvestigated， nadreducingmethodsofcommon—modevoltagewerepresented．Theresultsshow thatadverseeffectsofinverteroutputaremainly causedbycommon-modevoltage．Ininsulatedgatebipolartransistor(IGBT)PWM inverterinductionmotorsystem，seriousEMI issuesarecausedbythehighvoltagechangingrateandcurrentchna gingrateduetothefastswitchingofIGBT．Severaleffectivemeth— odsofresisatncingEM1wereintroduced． Keywords：CNCmachinetools；Electromagneticinterference(EMI)；Harmonic；Common—modevoltage；Pulsewidthmodula· tion (PWM)drivesystem 伴随数控技术和半导体变流技术的迅速发展，电 作频率一般在20kHz左右，所以作者主要对传导干 力电子装置在数控机床中的应用 日益广泛。其在带来 扰的产生与应对措施进行了探讨。 良好效益 的同时也带来 了不容 忽视 的电磁干扰 问 1 共模干扰 题 J。通常根据传导耦合方式的不同将电磁干扰分 随着现代电力电子器件的快速发展，PWM逆变 为差模 (DM)和共模 (CM)两种，DM是由快速电