此次測試的對象為小型電機係統，係統分為驅動器、電機平台、測試，3個部分。驅動器輸出通過電纜連接到電機平台
，電機轉軸上安裝扭矩傳感器，傳感器所有連接線引到測試儀器
，傳感器輸出信號接入功率分析儀電機測量單元扭矩BNC接口。傳感器輸出100kHz±50kHz脈衝對應0±5Nm扭矩。

 

這是一個日常的測試現場
，工程師們需要測量基礎電參數，通過波形查找幹擾問題，評估三相不平衡度等。

 

 

 

調試中發現，驅動器上電但未開啟輸出，電機轉軸處於自由靜止狀態，測量到一個較大的值。用示波器測量傳感器輸出，發現100kHz脈衝上每個幾個周期出現一些尖峰振蕩，經過比較器後多了些脈衝，導致測頻結果高於100kHz。那麼幹擾信號從何而來

？首先懷疑是驅動器，驅動器斷電幹擾消失。把傳感器電纜從傳感器處拔出，100kHz和幹擾都沒有了。證明幹擾由驅動器產生
，通過驅動器輸出線、電機、扭矩傳感器及連線耦合到功率分析儀。

 

 

· 解決問題

 

這zhe一yi款kuan驅qu動dong器qi比bi較jiao特te殊shu
，變bian頻pin器qi不bu輸shu出chu時shi內nei部bu開kai關guan管guan依yi然ran處chu於yu工gong作zuo狀zhuang態tai
，相xiang比bi其qi它ta變bian頻pin器qi這zhe款kuan幹gan擾rao很hen大da。分fen析xi其qi噪zao聲sheng模mo型xing如ru下xia圖tu所suo示shi，驅qu動dong器qi輸shu出chu共gong模mo電dian壓ya
，繞rao組zu與yu機ji殼ke間jian存cun在zai寄ji生sheng電dian容rongC1
，機殼與傳感器電路有寄生電容C2，形成傳導路徑，電機和傳感器殼體作為中間導體雖然接地，不過驅動器
、電機、測控櫃距離較遠
，接地線阻抗高中間導體電位並不為零，仍有高頻共模電流通過電纜進入PA。PA扭矩輸入是BNC型端子，內部電路地對機殼多少有一些空間雜散電容C3（約幾十pF）
，共模電壓在兩信號線產生不對稱的電流，從而在線路阻抗上轉化為差模電壓疊加在正常信號中。

 

 

從(cong)安(an)全(quan)方(fang)麵(mian)考(kao)慮(lv)
，三(san)個(ge)機(ji)櫃(gui)都(dou)必(bi)須(xu)接(jie)大(da)地(di)，強(qiang)電(dian)線(xian)路(lu)與(yu)信(xin)號(hao)線(xian)分(fen)開(kai)避(bi)免(mian)幹(gan)擾(rao)這(zhe)些(xie)都(dou)是(shi)要(yao)遵(zun)循(xun)的(de)基(ji)本(ben)原(yuan)則(ze)。實(shi)際(ji)機(ji)櫃(gui)間(jian)位(wei)置(zhi)較(jiao)遠(yuan)，接(jie)地(di)對(dui)於(yu)高(gao)頻(pin)幹(gan)擾(rao)改(gai)善(shan)不(bu)多(duo)

，隻(zhi)作(zuo)為(wei)安(an)全(quan)措(cuo)施(shi)。解(jie)決(jue)這(zhe)種(zhong)問(wen)題(ti)一(yi)般(ban)考(kao)慮(lv)是(shi)從(cong)幹(gan)擾(rao)源(yuan)、傳播路徑、敏(min)感(gan)設(she)備(bei)三(san)方(fang)麵(mian)著(zhe)手(shou)。驅(qu)動(dong)器(qi)和(he)功(gong)率(lv)分(fen)析(xi)儀(yi)是(shi)成(cheng)型(xing)的(de)設(she)備(bei)，不(bu)便(bian)於(yu)改(gai)動(dong)，考(kao)慮(lv)從(cong)傳(chuan)播(bo)路(lu)徑(jing)入(ru)手(shou)，使(shi)用(yong)多(duo)芯(xin)屏(ping)蔽(bi)電(dian)纜(lan)連(lian)接(jie)扭(niu)矩(ju)傳(chuan)感(gan)器(qi)到(dao)測(ce)控(kong)櫃(gui)，傳(chuan)感(gan)器(qi)端(duan)屏(ping)蔽(bi)層(ceng)連(lian)接(jie)到(dao)傳(chuan)感(gan)器(qi)外(wai)殼(ke)


，也(ye)與(yu)電(dian)機(ji)平(ping)台(tai)連(lian)通(tong)，另(ling)一(yi)側(ce)屏(ping)蔽(bi)層(ceng)接(jie)到(dao)測(ce)控(kong)櫃(gui)機(ji)殼(ke)。最(zui)初(chu)的(de)時(shi)候(hou)屏(ping)蔽(bi)層(ceng)通(tong)過(guo)一(yi)根(gen)較(jiao)長(chang)的(de)線(xian)連(lian)接(jie)到(dao)測(ce)控(kong)櫃(gui)，發(fa)現(xian)並(bing)沒(mei)有(you)改(gai)善(shan)，最(zui)後(hou)使(shi)用(yong)銅(tong)片(pian)將(jiang)整(zheng)根(gen)線(xian)壓(ya)到(dao)機(ji)櫃(gui)，幹(gan)擾(rao)得(de)到(dao)很(hen)大(da)衰(shuai)減(jian)。

 

 

此時將係統運行起來，通過功率分析儀的數據和波形再次進行驗證
，電壓波形圖和矢量圖都很完美。

 

 

 

· 深入分析

 

此ci處chu順shun便bian提ti及ji一yi下xia幹gan擾rao信xin號hao的de傳chuan播bo
，可ke通tong過guo空kong間jian或huo導dao體ti傳chuan播bo
，空kong間jian幹gan擾rao方fang式shi可ke分fen為wei感gan應ying和he輻fu射she，輻fu射she通tong常chang以yi電dian磁ci波bo方fang式shi傳chuan播bo。感gan應ying發fa生sheng在zai較jiao近jin距ju離li內nei，幹gan擾rao源yuan若ruo是shi高gao電dian壓ya小xiao電dian流liu則ze以yi電dian場chang幹gan擾rao為wei主zhu，低di壓ya大da電dian流liu則ze以yi磁ci場chang為wei主zhu。對dui於yu敏min感gan設she備bei
，高gao阻zu抗kang節jie點dian易yi受shou電dian場chang幹gan擾rao
，應ying使shi用yong電dian場chang屏ping蔽bi
，屏ping蔽bi導dao體ti接jie地di。低di阻zu抗kang閉bi合he回hui路lu易yi受shou磁ci場chang幹gan擾rao
，應ying盡jin可ke能neng減jian少shao環huan路lu麵mian積ji。傳chuan導dao幹gan擾rao通tong過guo器qi件jian、線路以共模或差模方式傳播
，如果設備或線路不平衡共模則會轉化為差模信號疊加在有用信號中。

 

本例以傳導幹擾為主，所用方法基於以下的原因解決問題。

 

1）tongguokuandadepingbicengduigaopinxinhaochengxianjiaodidezukang，jianshaodianjipingtaihecekongguidedidianshicha
，ganraodianliutongguojiaodizukangdepingbicengxiefangdaocekonggui，erbushizouxinhaoxian。

 

2）為什麼用一段導線將屏蔽層連接到測控櫃卻不能改善噪聲
？試驗中使用的是0.75mm2圓導線長約50cm
，由於趨膚效應增大了此導線的阻抗。

 

3）屏蔽層與芯線通過絕緣介質形成電容
，屏蔽層直接接機殼
，其效果相當於穿心電容，芯線上共模電壓被此電容旁路。

 

4）此(ci)處(chu)電(dian)機(ji)平(ping)台(tai)和(he)測(ce)控(kong)櫃(gui)已(yi)有(you)接(jie)地(di)，通(tong)過(guo)傳(chuan)感(gan)器(qi)連(lian)接(jie)線(xian)屏(ping)蔽(bi)層(ceng)又(you)將(jiang)兩(liang)者(zhe)連(lian)接(jie)，形(xing)成(cheng)地(di)環(huan)路(lu)。然(ran)而(er)實(shi)際(ji)工(gong)程(cheng)應(ying)用(yong)中(zhong)地(di)環(huan)路(lu)往(wang)往(wang)不(bu)可(ke)避(bi)免(mian)地(di)存(cun)在(zai)，本(ben)例(li)中(zhong)若(ruo)沒(mei)有(you)屏(ping)蔽(bi)層(ceng)依(yi)然(ran)會(hui)通(tong)過(guo)C2、電纜和C3產生高頻地環路，從這方麵看屏蔽層改變了環路路徑。

 

 

本ben文wen的de方fang法fa僅jin作zuo參can考kao，具ju體ti問wen題ti應ying當dang具ju體ti分fen析xi並bing驗yan證zheng。接jie地di與yu屏ping蔽bi是shi十shi分fen複fu雜za的de學xue科ke
，要yao考kao慮lv到dao現xian實shi器qi件jian的de非fei理li想xiang特te性xing，如ru實shi際ji的de一yi根gen導dao線xian往wang往wang都dou不bu能neng等deng同tong於yu電dian路lu原yuan理li圖tu上shang的de連lian線xian，因yin此ci對dui於yu係xi統tong中zhong噪zao聲sheng幹gan擾rao需xu要yao細xi致zhi地di進jin行xing理li論lun分fen析xi和he實shi際ji驗yan證zheng，確que定ding合he適shi的de布bu局ju連lian線xian。

 

ciciguzhangganraopaizhashilichongfenshuominglenenglinghuoshiyonggonglvfenxiyijinxingceshihefengfudexianchangpaizhajingyandoushifeichangzhongyaode
，gonglvfenxiyiyongyouqiangdadeboxingheceshigongneng，nengweidianjiyuqudongqideyanfashengchantigonggaokekaoxingdeceshifenxishuju。