工程机械控制器的电磁兼容性设计论文_王梦璇

工程机械控制器的电磁兼容性设计论文_王梦璇

(中国船舶重工集团公司第七一〇研究所 湖北宜昌 443000)

摘要:工程机械控制器是近几年应用较为广泛的控制器,已经应用到各大领域,并促进各大行业的高速发展,使城市化建设及发展速度越来越快,有效提高了我国经济水平。工程机械设备运行过程中离不开工程机械控制器的控制,只有在合理控制的基础上才能提高工程机械设备的工作能力,可想而知工程机械控制器对工程机械设备运作的重要性。在工程机械控制器应用过程中,最具有影响力的是电磁兼容性,因为电磁兼容性不但会影响工程机械控制器的控制性能,还会影响所控制的工程机械设备运作性能,故应该加强对工程机械控制器的电磁兼容性设计。对此,本文作者结合自己对电磁兼容性的了解,分析了工程机械控制器的电磁兼容性设计。

关键词:工程机械控制器;电磁兼容性;设计方案

机械控制器顾名思义就是指对工程机械的一种控制器,是工程机械控制系统的核心部分,对整个工程机械控制中心有着重要性作用,所以得到了很高的重视与关注。工程机械控制器的工作原理在于采集各机械设备中的传感信息,然后通过控制传感信息来实现对多个机械设备运作情况进行感知和控制,最后通过内部算法来来实现对用户操作的控制,使机械能够按照相应的要求、标准及目标进行操作,最终实现工程机械设备的自动化和智能化操作。传统的工程机械控制器已经实现了远程操控,但却没有实现对机械设备运行的实时监控和故障预警,已经无法满足现时代对复杂作业的需求。所以要通过不断创新工程机械控制器的电磁兼容性设计,来实现工程机械控制器的实时监控及故障 预警功能。

1工程机械控制器的电磁兼容性及其设计机理分析

1.1电磁兼容性分析

电磁兼容(EMC)是指处于电磁环境中的电子系统,任何其他事物都不可能对它构成不能承受的电磁干扰能力,且设备或系统都能够正常地工作。电磁兼容技术涉及通信、计算机、电子、生产、军事以及生活的各个方面,是一门正在迅速发展的交叉学科。电磁兼容是研究在有限空间、有限时间与有限频谱资源条件下,不同设备相互之间可以共存而不致相互影响的科学。

关于电磁兼容性研究所涉及到的方面很多,一般有以下几方面:第一,电磁干扰源的特点研究;第二,电磁发射强度抑制方法、干扰机理抑制方法、电磁干扰时频域特性等研究;第三,机械设备自身抗电磁干扰性能研究;第四,电磁辐射特征、传导特性等验证,这方面的研究多数研究者都会对机械设备进行电磁干扰测量,然后通过对测量数的分析和处理,来实现对机械控制器尤其是工程机械控制器的电磁兼容性研究,以探索出电磁兼容性的特点,为工程机械控制器的电磁兼容性设计提供可靠依据[1]。

1.2电磁兼容性设计机理

很多工程机械控制器在运行过程中都会受到外界电磁的干扰,导致有效性难以保证,因此要对工程机械控制器的电磁兼容性进行设计,在设计之前必须先了解造成电磁干扰的原因,然后制定相应的设计方案。造成电磁干扰的原因有:第一,机械控制器本文存在电磁干扰源;第二,机械控制器运行过程中产生电磁干扰信息传播通道;其三,机械控制器能够接受到外界的电磁干扰信号,不管是哪一种原因是会使机械控制器受到干扰,影响机械设备的正常运作。

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电磁兼容性设计机理:第一,加强对机械设备发射射频能量的控制,以减少发射信号对其他机械设备的干扰;第二,通过借助辐射传输来实现机械设备射频能量的减少,进而防止干扰信号通过通过公共信号和公共电源线等途径干扰设备正常运行;第三,可以在机械设备端口采取相应的共模干扰措施,以降低辐射能量和传导能量,进而达到机械设备抗干扰性能提高的目的[2]。

2工程机械控制器的电磁兼容性具体设计

2.1连接器型号的选择

一般尽可能选择航空连接器,这种连接器属于一种接插件,为全金属制作,与结构件采用螺纹连接,且内部还有屏蔽磁环,能够有较好的电磁屏蔽效果。并且自身带有密封圈,环境密封较好,体积小、重量轻。

2.2屏蔽电缆的选择

航空连接器引出的电缆线束要裹有轻型防波套(屏蔽网),这样电缆不但柔韧性不会降低,同时也起到了屏蔽效果。屏蔽电缆与航空连接器连接时,防波套与航空连接器必须连接紧密,用热缩套管整形密封,达到更好的屏蔽效果[3]。

2.3尽可能选择高性能的密封橡胶和导电胶

采用由高性能硅胶以及铝镀银颗粒混合组成的铝镀银硅橡胶密封条进行密封,其内阻很小,只有几欧姆。具有良好的环境密封、优异的物理机械性能和良好的屏蔽效果。铝镀银填料的导电橡胶是盐雾环境下用于铝表面的最好衬垫材料。为达到更好的电磁屏蔽效果与防水措施,要将铝镀银硅橡胶密封条与导电胶共同使用。选用与铝镀银硅橡胶密封条同样特性的导电胶(72-00192),导电胶是一种固化或干燥后具有一定导电性能的胶粘剂,以导电粒子形成复合粉体与环氧树脂固化剂为黏合剂形成导电通路。应用于缝隙处接合面的胶合,适于永久密封。频率在1 GHz时,效果较好[4]。

2.4设计中的液晶显示终端必须配有相应的电磁屏蔽玻璃

屏蔽玻璃是以有机(或无机)玻璃的基础上结合电磁屏蔽技术而研制出的特种玻璃,它主要使用在既有电磁屏蔽要求,又有一定可视要求的部位。因此具有良好的抗电磁干扰和防信息泄漏性能,以及良好的透视性能。

结语

综上所述,随着科学技术的快速发展,推动了微电子技术的高速发展,并被广泛应用于各大领域,相应的电子设备更新速度也越来越快,工程机械控制作为现时代更具有代表性的微电子技术,已经逐渐实现了自动化和智能化,使很多工程机械设备实现了远程操控,提高了工程机械设备的运作效率,促进了我国城市化建设及发展。但机械控制器在运行过程中容易受到外界电磁信号的干扰,导致机械设备控制效率难以提高,所以必须不断对机械控制器的电磁兼容性进行创新设计,以提高机械控制器的抗电磁干扰性。

参考文献:

[1]杨文刚. 工程机械控制器的设计探究[J]. 济南职业学院学报,2016,04:117-120.

[2]刘庆春. 工程机械控制器与控制技术[J]. 门窗,2014,04:172+174.

[3]陈香琳. 工程机械控制器封装的电磁兼容性设计[J]. 科技资讯,2012,30:17.

[4]周国清. 电子设备中基于接地与屏蔽的电磁兼容性设计[J]. 西南大学学报(自然科学版),2014,08:185-188.

论文作者:王梦璇

论文发表刊物:《电力设备》2017年第23期

论文发表时间:2017/12/6

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