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浅析等离子数控切割机系统的抗干扰问题 等离子切割原理：等离子通常描述为物质的第四种状态。我们一般说的是三种状态，即固态、液态及气态。最常见的物质，H2O，它的三种状态是冰、水及蒸汽。这三种状态的不同就在于它们所含能量的多少。如果我们加能量给冰，就形成水，即液态。如果加更多的能量，就形成了蒸汽。如果给气体加足够的能量，就会发现其物理属性发生巨大的变化。一种高离子化的，由离子、电子及中子组成的热气体等离子形成。/ 　　许多电流流过金属的规律也可用于等离子弧上。比如：当等离子弧的横截面受阻，其电阻及温度增加，但电流保持不变。等离子弧的这种高温度及它的动能就应用于等离子切割当中。 数控等离子切割机的工作原理是以压缩空气为工作气体，以高温高速的等离子弧为热源，将被切割的金属局部融化并同时用高速气流将已融化的金属吹走，形成狭窄切缝。 数控等离子弧切割系统，相对一般的计算机控制系统来说，最重要的一点，就是要有很高的抗干扰能力，即能抵抗等离子引弧的干扰，以及其他设备对它的干扰冲击，否则系统就不能正常工作，甚至对数控系统造成损害，影响系统的使用寿命。因此，在系统设计时，综合考虑各种可能的干扰，采取相应的措施，以消除或减少干扰，保证机器正常使用和性能的充分发挥。 本研究侧重数控装置（CNC）外围的可靠性措施，不包括CNC和伺服单元本身的软件和电路抗干扰方法。从干扰源、传播途径、被干扰设备各个环节着手，采取多种硬件措施来抑制等离子弧切割系统的干扰，确保了数控等离子弧切割系统的正常工作。 一、等离子发生电源部分的抑制措施 等离子数控系统的最主要的干扰源是电源部分。它一般采取高频引弧器来引燃电弧，高频变压器二次侧电压高达3000－6000V，脉冲频率上百千赫兹，辐射干扰和对电网的污染（干扰）都是很强的；还有大电流的交直流接触器和各种继电器关断对电网也会造成浪涌冲击。通常的等离子切割机一起弧就引起计算机内部混乱，无法正常切割，最早的数控切割机甚至要求用户先起弧然后再启动计算机，运行数控系统程序。这不仅使操作繁琐，计算机得不到充分利用，而且对计算机的寿命产生严重影响，所以抑制等离子发生电源的干扰，减少对电网污染是首要问题，具体措施： （1）对高频引弧器增加屏蔽罩，减少高频辐射； （2）改造等离子电源的控制线路。 原KLG-260等离子切割机的控制电源220V直接引自电网电压，起/灭弧控制线直接从切割机内引出至数控电柜，其间和数控CNC的电源系统一起跨越10多m的线缆架，这样等离子起/灭弧引起的高频干扰，大电流引起的电磁干扰直接串入电网。措施是把220v的强电控制线增加隔离变压器，同时起/灭弧的控制信号通过继电器隔离为交流24v的相对弱电控制线进入数控电柜。 （3）其他抗干扰措施 主变压器的一次侧、二次侧增加RC吸收电路和压敏电阻，打电流接触器和继电器线圈两端并联阻容电路，直流部分设置高频旁路电容，所有这些措施的目的是抑制干扰源，减少对电网电压的污染。 二、数控装置（CNC）和伺服单元的抗干扰措施 数控等离子弧切割系统的CNC装置和伺服单元是系统工作的核心部分，其供电电源是干扰进入的主要途径。电源干扰主要是通过供电线路的阻抗耦合产生，各种大功率用电设备是主要的干扰源。 （1）电源进线采用屏蔽线 数控等离子弧切割系统的电源线。割具的阴极线和等离子起/灭弧控制线一起悬挂在滑动支架上，相当于平行走线20多m，而起/灭弧控制线、割具的阴极线来自等离子电源，割具的阴极线上直流电流上百安培，它产生的电磁场及高频引弧器的高频信号通过耦合会对数控装置（CNC）和伺服单元的电源引起电磁干扰。 以铜和铝为屏蔽层的屏蔽电缆能有效抑制高频电磁干扰，屏蔽层接地后还能抑制变化电场对芯线的静电感应。/ （2）电源滤波器的使用 电源滤波器是不可缺少的抗干扰元件，在高频和低频段都有有益的干扰抑制性能。使用时应注意事项有： a.滤波器应安装在导电金属表面上，或通过编织接地带与接地点相连； b.滤波器的安装位置应尽量接近电源线入口处； c.滤波器的输入和输出最好采用屏蔽线或双绞线； d.要避免属于和输出线互相耦合，绝对禁止输入和输出线捆扎在一起使用屏蔽线。 （3）电源变压器的使用 使用带屏蔽的电源变压器，屏蔽层要与一次侧绕组的交流零线相连，可阻止干扰进入电源变压器的二次侧，数控装置和伺服单元所用带屏蔽的电源变压器分开还可防止相互干扰。其中数控装置可改用净化交流稳定器，或增加用频谱均衡法原理制成的干扰抑制器，会起到增强其抗电网干扰的能力的作用。 （4）柜内强弱电严格分开走线 强电线中的电压、电流的变化率大，产生激烈的电场变化，形成电磁波干扰，对附近的信号线、弱电控制线形成严重影响。使信号线远离强电线，并合理选用屏蔽线、双绞线，能避免信号传输当中的干扰信号。 （5）柜与柜之间信号线采用屏蔽电缆 选用