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

 

zheyikuanqudongqibijiaoteshu，bianpinqibushuchushineibukaiguanguanyiranchuyugongzuozhuangtai，xiangbiqitabianpinqizhekuanganraohenda。fenxiqizaoshengmoxingruxiatusuoshi，qudongqishuchugongmodianya，raozuyujikejiancunzaijishengdianrongC1，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）通(tong)過(guo)寬(kuan)大(da)的(de)屏(ping)蔽(bi)層(ceng)對(dui)高(gao)頻(pin)信(xin)號(hao)呈(cheng)現(xian)較(jiao)低(di)的(de)阻(zu)抗(kang)，減(jian)少(shao)電(dian)機(ji)平(ping)台(tai)和(he)測(ce)控(kong)櫃(gui)的(de)地(di)電(dian)勢(shi)差(cha)

，幹(gan)擾(rao)電(dian)流(liu)通(tong)過(guo)較(jiao)低(di)阻(zu)抗(kang)的(de)屏(ping)蔽(bi)層(ceng)泄(xie)放(fang)到(dao)測(ce)控(kong)櫃(gui)，而(er)不(bu)是(shi)走(zou)信(xin)號(hao)線(xian)。

 

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guoC2

、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)。

 

此ci次ci故gu障zhang幹gan擾rao排pai查zha實shi例li充chong分fen說shuo明ming了le能neng靈ling活huo使shi用yong功gong率lv分fen析xi儀yi進jin行xing測ce試shi和he豐feng富fu的de現xian場chang排pai查zha經jing驗yan都dou是shi非fei常chang重zhong要yao的de
，功gong率lv分fen析xi儀yi擁yong有you強qiang大da的de波bo形xing和he測ce試shi功gong能neng，能neng為wei電dian機ji與yu驅qu動dong器qi的de研yan發fa生sheng產chan提ti供gong高gao可ke靠kao性xing的de測ce試shi分fen析xi數shu據ju。