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伺服系统中的电磁兼容性风险评估与干扰抑制技术

导读: 针对伺服系统的电磁兼容性问题本文以某公司设计的一款以伺服系统为主的医疗机器人的EMC干扰类型、风险评估以及抵制方法等几个方面进行阐述。

一、引言

今天,伺服系统和CNC、PLC变频器等其它自动化产品一样,已经成熟应用于工业生产的各个领域。伺服驱动器是集强电和弱电,数字和模拟信号于一体的电能变换装置,不可避免的存在电磁干扰问题。尤其2015年YY0505-2012标准的强制执行,更促进了医疗器械行业对电磁兼容问题的重视。

针对伺服系统的电磁兼容性问题本文以某公司设计的一款以伺服系统为主的医疗机器人的EMC干扰类型、风险评估以及抵制方法等几个方面进行阐述。

伺服系统中的电磁兼容性风险评估与干扰抑制技术

二、医疗机器人功能板块布置框架

医疗机器人功能板块布置框图见下图:

伺服系统中的电磁兼容性风险评估与干扰抑制技术

医疗机器人功能板块布置框图

三、医疗机器人干扰类型及风险

1.来自空间的辐射干扰

来自空间的辐射干扰分布极为复杂,通常都是电磁感应的形式在空间传播的。这类干扰像空气一样也无处不在,如打手机时,电视机的图像会产生雪花点。飞机飞行中禁止使用手机等也是基于避免辐射干扰的考虑。

那么,对于医疗标准YY0505里这类干扰主要是以辐射抗扰度为主,风险在于辐射干扰存在时可能会引起PC工作的不正常,例如,PC机损坏,液晶显示器显示异常,机械手臂的动作不受控等。机械手臂作为医疗机器人的主要功能不能有任何异常,尤其不受控的动作是绝对不允许的。

2.来自系统内部配线间的辐射干扰

这类干扰的途径多为自控系统中的变频器和伺服驱动器产生的噪音,经由电源电缆、信号电缆或者错误的接地电缆等,辐射到系统中的其它电缆,从而影响到机械设备的稳定运行。

根据框图,我们可以分析到低压直流配线与AC220V配线间的辐射干扰,主板接口线、绝对位置编码器线、CAN通信线、直流电源线、电机线、编码线等线间相互干扰等。都可能会干扰PC和机械手臂的正常工作。

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