針對(duì)伺服系統(tǒng)的電磁兼容性問題本文以某公司設(shè)計(jì)的一款以伺服系統(tǒng)為主的醫(yī)療機(jī)器人的EMC干擾類型、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估以及抵制方法等幾個(gè)方面進(jìn)行闡述。
來自空間的輻射干擾分布極為復(fù)雜，通常都是電磁感應(yīng)的形式在空間傳播的。這類干擾像空氣一樣也無處不在，如打時(shí)，電視機(jī)的圖像會(huì)產(chǎn)生雪花點(diǎn)。飛機(jī)飛行中禁止使用等也是基于避免輻射干擾的考慮。
那么，對(duì)于醫(yī)療標(biāo)準(zhǔn)YY0505里這類干擾主要是以輻射抗擾度為主，風(fēng)險(xiǎn)在于輻射干擾存在時(shí)可能會(huì)引起PC工作的不正常，例如，PC機(jī)損壞，液晶顯示器顯示異常，機(jī)械手臂的動(dòng)作不受控等。機(jī)械手臂作為醫(yī)療機(jī)器人的主要功能不能有任何異常，尤其不受控的動(dòng)作是不允許的。
2.來自系統(tǒng)內(nèi)部配線間的輻射干擾
這類干擾的途徑多為自控系統(tǒng)中的變頻器和伺服驅(qū)動(dòng)器產(chǎn)生的噪音，經(jīng)由電源電纜、信號(hào)電纜或者錯(cuò)誤的接地電纜等，輻射到系統(tǒng)中的其它電纜，從而影響到機(jī)械設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行。
根據(jù)框圖，我們可以分析到低壓直流配線與AC220V配線間的輻射干擾，主板接口線、位置編碼器線、CAN通信線、直流電源線、電機(jī)線、編碼線等線間相互干擾等。都可能會(huì)干擾PC和機(jī)械手臂的正常工作。
3.來自系統(tǒng)外部的傳導(dǎo)干擾
● 所使用的電網(wǎng)中可能會(huì)由于主要的電力系統(tǒng)開關(guān)瞬態(tài)及雷電瞬態(tài)產(chǎn)生的浪涌干擾；浪涌的能力相對(duì)較大，極有可能把沒有防護(hù)的機(jī)器人的電源部分打壞。
● 由導(dǎo)體中的工頻電生的，或由附近的其他裝置（如變壓器的漏磁通）所產(chǎn)生的工頻磁場(chǎng)干擾。一般會(huì)影響機(jī)器人的傳感器采集傳輸數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，影響機(jī)器人的正常工作。
● 由電網(wǎng)（主要是短路）或負(fù)荷突然出現(xiàn)大的變化引起的。在某些情況下會(huì)出現(xiàn)兩次或多次連續(xù)的暫降或中斷，會(huì)引起機(jī)器人內(nèi)部某些電路復(fù)位不成功、數(shù)據(jù)保存出錯(cuò)。由來自射頻發(fā)射機(jī)的電磁場(chǎng)，該電磁場(chǎng)可能作用于連接安裝設(shè)備的整個(gè)電纜上。通過線纜傳導(dǎo)的方式可能會(huì)影響機(jī)器人的正常工作。
● 當(dāng)人體攜帶的靜電靠近或接觸機(jī)器人時(shí)對(duì)機(jī)器人的放電，也可能會(huì)影響機(jī)器人的正常工作，元器件打壞等等。
4.系統(tǒng)向空間的發(fā)射
在機(jī)器人內(nèi)部，開關(guān)電源和伺服驅(qū)動(dòng)器內(nèi)部的整流部分多采用非線性整流二極管，其產(chǎn)生的諧波電流勢(shì)必會(huì)引起網(wǎng)側(cè)電壓的畸變。其中諧波電流引起的差模電流為導(dǎo)線直接耦合的方式在電氣線路中傳輸，共模電壓則通過和寄生電容之間的容性耦合形成共模干擾回路。同時(shí)功率模開關(guān)所產(chǎn)生的高頻的電磁噪聲則通過能量輻射的形式對(duì)外線路產(chǎn)生干擾。
四、醫(yī)療機(jī)器人的干擾抑制技術(shù)
1.布局
電柜設(shè)計(jì)必須使用金屬材料，根據(jù)EMC的區(qū)域原則，合理的布局。將不同的設(shè)備規(guī)劃在不同的區(qū)域中，伺服驅(qū)動(dòng)器單元應(yīng)盡量靠近安裝在柜子的底部，使用接地金屬隔離板將區(qū)域隔離，或者獨(dú)立安裝在金屬電柜中。
電柜中保證良好的通風(fēng)和散熱，不要阻擋風(fēng)扇的正常流通。
SIEMENS 6ES7421-1BL00-0AA0 模塊
SIEMENS 6ES7422-1BL00-0AA0 模塊
SIEMENS 3UG4513-1BR20 相序檢測(cè)
SIEMENS 6ES7461-3AA00-0AA0 模塊
SIEMENS 6ES7460-3AA00-0AB0 模塊
SIEMENS 6ES7972-0BB41-0XA0 接頭
SIEMENS 6ES7952-1AH00-0AA0 內(nèi)存卡
SIEMENS 6EP1331-5BA00 模塊
SIEMENS 6FC5357-0BB25-0AA0 板卡
SIEMENS 6ES7216-2BD23-0XB8 模塊
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SIEMENS 6SE6420-2AB13-7AA1 變頻器
SIEMENS 6ES7134-4JB51-0AB0 模塊
SIEMENS 6ES7134-4MB02-0AB0 模塊
SIEMENS 6ES7132-4BF00-0AA0 模塊
SIEMENS 6EP1961-2BA00 電源模塊
Siemens 6AV6 648-0BC11-3AX0 顯示器
SIEMENS 350-2AH00-0AE0 模塊
SIEMENS 321-1FH00-0AA0 模塊
SIEMENS 322-1HH01-0AA0 模塊
SIEMENS 6GK1502-3CB10 模塊
SIEMENS 6SE7038-6GL84-1JA1 電源板
SIEMENS 6SE7090-0XX84-0AB0 CUVC主板
SIEMENS 6AV6643-0CB01-1AX1 觸摸屏
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SIEMENS 6SE6420-2AD24-0BA1 變頻器
SIEMENS 6ES7 416-2XK02-0AB0 模塊
SIEMENS 6SE7038-6GL84-1JA1 電源板
