數控機床電源的常見(jiàn)故障及抗干擾措施

　　由于我國工業(yè)用電電網(wǎng)電壓波動(dòng)較大，由此造成數控系統電源部分故障頻率較高。那具體的故障都有哪些呢？有什么抗干擾措施沒(méi)有？YJBYS小編為此特意整理了相關(guān)知識分享給大家！

　　數控機床電源的常見(jiàn)故障及抗干擾措施

　　電源是電路板的能源供應部分，電源不正常，電路板的工作必然異常。

　　一、開(kāi)關(guān)電源常見(jiàn)的故障

　　1、熔絲熔斷

　　如果燒斷時(shí)保險管發(fā)黑有斑點(diǎn)，說(shuō)明線(xiàn)路有嚴重短路，它是由于高壓濾波電容擊穿，整流管擊穿等明顯故障原因引起。如果保險管不黑，屬慢慢熔斷，可進(jìn)行靜態(tài)測量。一般是半橋中的一個(gè)開(kāi)關(guān)管擊穿或不良。

　　2、熔絲不斷，輸出無(wú)電壓

　　這種情況先檢查有無(wú)300V直流電壓。如果沒(méi)有，故障發(fā)生在逆變之前；如果有300V高壓而無(wú)輸出，這時(shí)可用示波器檢查開(kāi)關(guān)管集電極有無(wú)20kHz波形。如果開(kāi)關(guān)管被擊穿或沒(méi)有振起。高頻變壓器開(kāi)路均可造成逆變停止。另外，逆變電器正常但被后級的過(guò)流或過(guò)壓電路動(dòng)作而保護，使輸出無(wú)電壓。如果12V檔主輸出電源輸出空載，就會(huì )引起過(guò)保護而使輸出無(wú)電壓。

　　3、電源輸出電壓不準

　　一般情況下，數控系統各檔穩壓直流電壓的允許電壓范圍為額定值的±5%之內，如果超此范圍，可調整電壓調節電位器。將主輸出電壓檔調至標準值。如果不能調至標準值，可能是電位器壞了或穩壓管壞了。如果只有某一檔電壓偏離較大，則很可能是該檔整流二極管損壞，要盡可能調換同型號的二極管。有時(shí)開(kāi)關(guān)電源的負載能力差，也會(huì )使輸出電壓降低過(guò)大，這可能因參數變化使電路工作點(diǎn)偏離線(xiàn)性區域，如放大環(huán)節增益降低，檢測電路處于非線(xiàn)性狀態(tài)等。

　　4、開(kāi)關(guān)電源發(fā)出重復地特殊響聲

　　這通常是工作頻率過(guò)低所造成，可用示波器檢測脈沖寬度調制器，正常工作時(shí)將近20kHz左右。如定時(shí)回路電容器容量變大，也會(huì )引起振蕩頻率過(guò)低，使電源產(chǎn)生特殊的重復的響聲。使開(kāi)關(guān)電源不能正常工作。更換合適的電容即可恢復其正常工作。

　　二、數控機床抗干擾途徑

　　1、采用抗干擾的優(yōu)質(zhì)電源

　　經(jīng)驗表明由電源引入的干擾是系統干擾的主要來(lái)源，抗干擾性能好的優(yōu)質(zhì)電源是提高系統可靠性的關(guān)鍵。

　　2、阻斷噪聲干擾傳遞路徑

　　數控系統使用現場(chǎng)的電磁環(huán)境一般較為惡劣，特別是附近大型電氣設備起動(dòng)及停止時(shí)會(huì )在公用交流電網(wǎng)和控制回路上產(chǎn)生高頻瞬變噪聲。這些噪聲會(huì )通過(guò)數控系統的輸入電源竄入系統內部，因此必須采取濾波、隔離、屏蔽和保護等措施將噪聲阻斷在系統外部。

　　1）使用電源濾波器抑制輸入電源噪聲

　　電源濾波器是抑制電源干擾的有力措施，目前市場(chǎng)上有各種型號規格的濾波器可供選擇。從抗干擾的角度出發(fā)，應驗證其插入衰減量是否達到要求。另外，濾波器對噪聲的實(shí)際抑制效果還取決于使用方法，應注意以下三點(diǎn)：

　　a、濾波器要盡量靠近電源輸入插座安裝，進(jìn)線(xiàn)和出線(xiàn)使用雙絞線(xiàn)并靠近地電位布線(xiàn)，二者一定要分開(kāi)走線(xiàn)，不能平行走線(xiàn)，更不能捆扎在一起。

　　b、濾波器的接地電阻應越小越好，最好直接安裝在系統機殼上離系統接地端子最近的位置，這樣能更好的抑制高頻共模噪聲。

　　c、數控系統內部的伺服電動(dòng)機驅動(dòng)器、外圍接口電路和計算機電路的電源可分別用3個(gè)濾波器供電，這樣不僅能抑制外部電源干擾，還能抑制各部分之間的相互干擾。

　　2）采用變比為1∶1的隔離變壓器進(jìn)行隔離

　　隔離變壓器是在它的初級繞組和次級繞組之間加了一層屏蔽層，并將它和鐵芯一起接地，防止干擾信號通過(guò)初次級之間的電路進(jìn)人直流供電系統。它能有效地抑制由電網(wǎng)侵入的瞬態(tài)強脈沖干擾，使得直流或低頻干擾信號不容易通過(guò)傳導的方式形成感應噪聲。

　　3）將電源裝在金屬屏蔽盒內，并與系統內其它部分盡量隔開(kāi)安裝，可減少噪聲在系統內部的輻射干擾。

　　4）建立掉電保護功能

　　工業(yè)電網(wǎng)的供電不穩定或者系統電源的偶然故障，突然掉電的事故是難免的。這就要求系統在發(fā)生掉電時(shí)保護好現場(chǎng)的數據，待電壓恢復正常時(shí)，便可從掉電處繼續執行程序。系統的掉電保護方案可用帶掉電保護的RAM（如FLASH）或可讀寫(xiě)EEPROM等來(lái)保存系統掉電時(shí)的現場(chǎng)數據及標志字。

　　3、抑制電源工作產(chǎn)生的噪音

　　1）抑制直流穩壓電源噪聲

　　一部分數控系統的電源（+5V）是由三端集成穩壓器構成的。電路中有TTL器件時(shí)，其開(kāi)關(guān)動(dòng)作時(shí)間為5～10ns，在瞬變電流和公共阻抗的作用下，直流電源線(xiàn)上產(chǎn)生開(kāi)關(guān)噪聲。使電路的噪聲容限降低，導致邏輯電路和微處理器誤動(dòng)作。減小開(kāi)關(guān)噪聲的有效方法是在每個(gè)集成電路的電源端與接地端之間接入一個(gè)0.01～0.1μF的限噪鉭電容或高頻無(wú)感濾波電容，在設計電路板時(shí)應將此電容安裝在該集成電路的電源輸入側并盡量縮短電容的配線(xiàn)。

　　2）抑制開(kāi)關(guān)電源的噪聲

　　目前，開(kāi)關(guān)電源在數控系統中得到廣泛使用。但是開(kāi)關(guān)電源的噪聲大、噪聲頻譜寬及高頻輻射干擾嚴重。這些固有的缺點(diǎn)不能從根本上予以消除，只能使用隔離、濾波和屏蔽等措施來(lái)阻斷噪聲的傳輸。具體方法如下：

　　a、減小開(kāi)關(guān)級晶體管與電源屏蔽殼之間的耦合電容，以減少噪聲的產(chǎn)生；

　　b、用電感線(xiàn)圈將開(kāi)關(guān)電源機殼與數控系統外殼相連，以減小共模噪聲；

　　c、在交流電源輸入端接入線(xiàn)路濾波器，不但能抑制共模噪聲和串模噪聲的產(chǎn)生，并且對外部電源噪聲也同樣有效。

　　d、開(kāi)關(guān)電源有多個(gè)負載時(shí)，應采取將各負載電路在電源處就分開(kāi)的布線(xiàn)方法，而不采用在離開(kāi)開(kāi)關(guān)電源一段距離后再接負載的方法。按后者布線(xiàn)時(shí)，分布電容使各負載的線(xiàn)路不平衡，導致形成較大的串模噪聲。另外，電源外殼與負載電路一點(diǎn)接地并且接地阻抗要盡可能小。開(kāi)關(guān)電源到各個(gè)負載電路采用雙絞線(xiàn)相連；

　　e、開(kāi)關(guān)電源需要同時(shí)給大功率負載與小信號負載供電，盡管它們的電壓一致，也要分別用兩組獨立的開(kāi)關(guān)電源來(lái)供電，這兩組電源的地線(xiàn)要有公共連接點(diǎn)，這樣不會(huì )形成公共阻抗，防止兩路負載之間相互影響。

　　4、合理接地與布線(xiàn)

　　系統中直流電源的工作地應與系統中繼電器、電磁閥及其驅動(dòng)電源所構成的功率地分開(kāi)，兩者不可混接。另外、接地電纜應足夠粗，并且電阻要小。布電源線(xiàn)時(shí)，應使強電和弱電分開(kāi)，輸入線(xiàn)與輸出線(xiàn)分開(kāi)。要根據電流的大小，盡量加粗導線(xiàn)的寬度，使電源線(xiàn)、地線(xiàn)的走向與數據傳輸的方向一致。采取以上方法對數控系統電源部分進(jìn)行改進(jìn)設計，有效地消除了干擾的影響，增加了整個(gè)數控系統的可靠性。

　　數控機電床電源的常見(jiàn)故障及解決方法

　　一、電源啟動(dòng)失敗

　　數控機床在啟動(dòng)時(shí)，如果電源無(wú)響應或者啟動(dòng)失敗，可能是電源故障所致。這時(shí)，我們應該先檢查電源線(xiàn)路是否正常連接，輸入電壓是否穩定。如果線(xiàn)路以及電壓正常，還需要檢查電源開(kāi)關(guān)是否損壞或者接觸不良。如果電源開(kāi)關(guān)損壞，需要更換；如果接觸不良，需要清潔接觸點(diǎn)或者更換開(kāi)關(guān)。

　　二、電源異常噪聲

　　數控機床電源異常噪聲可能會(huì )對機床正常工作造成影響，甚至導致機床故障。如果出現電源噪聲問(wèn)題，可以先檢查電源供電線(xiàn)路是否有松動(dòng)或者損壞，需要重新連接或更換電源線(xiàn)。如果電源線(xiàn)正常，還需檢查電源散熱器是否過(guò)熱，及時(shí)進(jìn)行清理。

　　三、電源過(guò)載

　　數控機床使用過(guò)程中，如果當前電源電流過(guò)大，可能會(huì )導致電源過(guò)載。這種情況下，數控機床電源可能會(huì )自動(dòng)斷電，或者導致機床其他部件損壞。針對電源過(guò)載問(wèn)題，需要先檢查機床額定功率是否與電源供應適配，如有不匹配需要更換機床或電源，同時(shí)也需要檢測當前機床使用負載是否超出電源的承載能力，如果超負載需要限制使用或更換適配的電源。

　　四、其他電源故障

　　數控機床電源故障還可能包括電源輸出電壓不穩定、電源連接件松動(dòng)等問(wèn)題。對于這些問(wèn)題，需要通過(guò)檢測電源輸出所連接的設備，以及檢查電源連接件是否緊固可靠來(lái)解決。

　　總之，對于數控機床電源故障問(wèn)題，我們應當先全面檢查電源供應及機床線(xiàn)路連接，找出故障點(diǎn)并及時(shí)處理。通過(guò)正確的處理方法，能夠有效保障數控機床的正常工作，提高生產(chǎn)效率。

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