4.噪声种类和传播途径4.1噪声的种类噪声的种类可大致分为“常态噪声”和“共态噪声”两种。图2以信号线为例，说明了常态噪声和共态噪声的区别。“常态噪声”是指在信号和电源线之间发生的噪声，噪声电流的路径与信号的路径相同。“共态噪声”是指在大地和信号线及电源线之间发生的噪声，噪声电流沿与信号不同的路径流动，通过大地返回噪声源。共态噪声是由于电感和电阻不平衡而导致的。一般情况下，相对于常态噪声，共态噪声对其它设备的噪声影响更大，因此防止共态噪声也相对地更重要。【常态噪声】【共态噪声】信号源信号源负载噪声源噪声源图2.常态噪声和共态噪声4.2噪声传播途径4.2.1一般的噪声传播途径噪声传播途径分为3种。1)“传导噪声”：经由电源线和信号线、接地线传播。配线时共用电源，或者信号线相互连接，导致噪声沿电缆传播。2)“感应噪声”：噪声电流经过的电缆和与其并行铺设的电缆间因串音而发生噪声重叠。特别是控制电缆/信号电缆等与驱动系统设备的电源输入输出线等一起铺设时，噪声可能会重叠。分为电容耦合引起的“静电感应噪声”和电磁场耦合引起的“电磁感应噪声”两种。3)“放射噪声”：噪声变为电磁波从电缆中发出，放射到其它设备。以电缆和电路板上的图面等为天线向周围发散。受到噪声时也相同，以电缆和图面等作为天线接收噪声。BQN-P0E100083.C4/24驱动设备放射噪声控制设备电源传导噪声静电感应噪声电磁感应噪声控制设备控制设备图3.噪声传播途径4.2.2驱动系统设备的噪声传播途径驱动系统设备通过IGBT等的开关元件切换高电压和大电流，因此会发生较大的噪声。图4表示变频器系统的噪声传播途径，请参考。在带变频电路的驱动系统中，噪声通过电机线圈间容量和机壳对地间的浮游容量流入大地，形成较大的环路，发生较大的共态噪声。噪声源本图4.带变频电路的驱动系统的噪声传播途径BQN-P0E100083.C5/244.3EC基本对策主要的基本对策分类如下。①远离因设备配置、电缆配线的配置而引起的噪声源、传播途径②通过金属机壳、屏敲电缆等进行遮蔽③确保接地时的噪声返回路径，通过降低共通接地面的电阻使接地稳定④通过EC噪声滤波器、绝缘式变压器切断噪声传播途径表1.为主要的对策方法及其对应章节编号，表2为对策部材的对应章节编号。表1.主要的降噪对策对策位置主要对策方法章节编号·使用金属机壳金属机壳的接合部（顶板、侧板等）方法控制柜6.3·柜门的处理/开口部的处理柜内遮蔽方法电缆共通配线、配置方法6.1电缆连接端信号、控制、I/0电缆屏蔽电缆的接地方法6.2.2,接地线的连接方法接地6.2.1电机的接地方法6.2.3电源电缆·屏蔽电缆/金属配管的使用方法屏蔽电缆接地方法6.1表2.降噪对策部材对策部材部材名称章节编号<铁氧体磁芯/非晶铁芯>插入位置、方法、特性等7.1<线噪声滤波器>：FR-LF/FR-BSFO1插入方法、效果<无线电噪声滤波器>：FR-BIF7.3对策部材插入方法、效果(滤波器、铁芯等)插入位置、设置方法<绝缘式变压器>插入位置7.4<雷击浪涌保护器>放射性对策用插入位置7.55.控制柜设计的事前准备FA设备必然对EC有所影响。为了有效地确保EMC性能，需在控制柜设计时充分探讨EC对策并在控制柜中采取相应措施。此外，为了防止触电，请按照国家或地方的安全规定和电气规范要求实施接地。5.1收集控制柜设计所需信息在进行控制柜设计时，需事前明确该控制柜计划在什么样的环境下使用。需根据此信息，决定对EC的柜设计方针、基准，这一点非常重要。所需信息分为3大类。①顾客要求/限制信息：在实施EC对策时，有无对策部材和可否屏蔽接地等会影响到柜设计。需考虑好控制柜的尺寸和对策方法等。BQN-P0E100083.C6/24②使用环境信息：可根据控制柜的使用环境，决定周边的噪声环境和抗噪基准。根据使用环境，可能会出现无法充分接地的情况，但必须按照国家或地方的安全规定和电气规范要求实施接地。另外，如果要在安全相关设备或者社会公共性高的设备上使用，需符合更高的C(电磁环境适应性)标准。③使用设备信息：电路设计时，在选定满足必要规格的设备后，需要考虑的重要因素就是设备的电磁环境适应性。可根据各设备的电磁环境适应性，判断是否需要追加降噪对策。在判断为需要追加降噪对策时，则需了解生产厂商所提供的对策方法信息。①顾客要求/限制信息●●●●●●②使用环境信息在控制柜设计时决定EMC规格③使用设备信息图5.控制柜设计时的信息收集表3.控制柜设计时的事前信息收集列表①顾客要求/限制信息控制柜的大小柜内寸影响到设备大小和对策部材的选择成本柜、设备的费用影响到对策部材费用等对策内容规格防水规格，热规格等影响到控制柜的材质、开口部的处理等②使用环境信息噪声环境工业环境、商业环境、居不同市场环境的EC要求等级不同，影响到对策方法等。住环境以产品不适合于居住环境，敬请注意使用产品机床、工厂设备、船舶、有接地和特殊要求事项（紧急无线电频段管制）等，因此影铁道、建筑设备等响到对策方法安全性的考虑安全相关设备，公共性高对于安全相关设备，公共性高的设备，C要求等级更高，的设备因此影响到对策方法③使用设备信息设备列表所用设备列表确认设备大小和电磁环境适应性电磁环境适应性EMC适应标准等确认电磁环境适应性推荐对策方法生产厂商推荐的对策信在需采取降噪对策时，了解生产厂商所推荐的方法息BQN-P0E100083.C7/245.2控制柜设计流程了解控制柜设计所需信息后，按照图6.的控制柜设计流程进行设计。·把握电磁环境适应性，如是否为噪声发生设备，抗噪强度如何等5.3把握电·探讨是否需要对策部材一根据设备的电磁环境适应性和环境信息探讨磁环境适应性·对设备配线进行分类，分别制作接线图6.1制作设·电源线、信号线、接地线的接线图等和探讨配线路径•接地位置的设定（专用接地或共用接地）6.2控制柜·噪声发生设备和易受噪声影响的设备的接地分离（通过不同的控制柜进行分离、通过不同的设置区域的分离和接进行分离)地方法·控制柜的设计（探讨金属机壳、开口部的处理、屏敲处理、安装面板的电镀处理等）6.3控制柜•噪声发生设备和受噪声影响的设备分离配置设计·对必要的位置设置对策部材·通过区分配线种类进行分离，和通过使用屏敲电缆进行处理图6.控制柜设计流程5.3把握设备的电磁环境适应性柜内所用设备的电磁环境适应性因设备种类而异。一般情况下，电力设备、驱动系统设备属于会发生较大噪声的设备（噪声发生设备），控制系统设备、传感器类属于容易受到噪声影响的设备。要把握设备的电磁环境适应性，请通过各设备的手册，确认与各设备相对应的EC标准等级。各设备手册中，有符合C标准所需的推荐对策部材的信息描述，在选择设备时请参考这些信息（电磁环境适应性高的设备，虽然成本较高，但考虑到EC对策费用，可能在整体上价格比较低，并且省空间)。进行控制柜设计时，请将作为噪声源的驱动系统设备和容易受到噪声影响的控制系统设备分开置于不同控制柜中。噪声发生等级高EMC(电磁环境适应性)“低”驱动系统设备抗噪强度弱抗噪强度强控制系统设备EC(电磁环境适应性)“高”噪声发生等级低图7.设备的电磁环境适应性BQN-P0E100083.C8/246.控制柜设计方法6.1制作设备接线图和探讨配线路径6.1.1制作设备接线图控制柜中的电缆是一种重要的噪声传播途径。在构建系统时，可采取对传播到电源电缆和通信电缆的噪声有较高抑制效果的方法，推荐的构成和对策方法如表4所示。1)按照电缆的功能分类表4.电缆的功能分类功能分类特征降噪对策输入侧使用EC噪声滤波器，输出侧使用屏蔽电源输入电缆/开关噪声重叠。在数kz一数电缆可有效减少噪声的影响。电机输出电缆十Hz频段范围内。·驱动系统设备的输入输出电缆与控制系统电源(驱动系统设备)电缆和信号、控制电缆分离，可有效减少噪声的影响。·使用滤波器、铁氧体磁芯/非品铁芯，可有效减电源输入电缆控制系统电源电缆的电源噪声少噪声的影响。(控制系统设备)重叠。使用DC电源时，可通过使用双扭电缆，抵消常态噪声。控制、信号、设备之间的连接电缆。可通过双绞电缆抵消常态噪声。可通过使用差动传感器类和模拟信号等会受到信号和光缆，提高抗噪强度。电缆通过电缆传播的噪声的影响。使用屏敲电缆可有效减少噪声的影响。通信的时钟频率和高谐波部分通信电缆使用屏敲电缆可有效减少放射噪声的影响，使用重叠。铁氧体磁芯可有效减少噪声的影响。将设备的接地连接到接地棒的电缆或从控制柜连接到建筑物推荐专用接地（专用接地>共用接地）。接地线请勿进行共通接地。/工接地点的电缆。有常态噪必须与噪声源设备的接地棒、与电缆分离。声流经此线。2)需根据电缆的功能分类制作接线图，在噪声源设备和受噪声设备的接线中，需插入滤波器类产品，使电缆类、接地分离。6.1.2探讨配线路径在探讨配线路径时，需注意以下事项。·配线时请将相同系统（电源输入输出系统、信号/控制系统）的线捆扎起来，缩短配线（请勿通过弯折电缆等使接线距离最短)·长度多余部分的电缆会将噪声传播到其它电缆和设备，因此请将线长调整到需要的最短长度。设备B设备B设备A设备A图8.电缆长度多余部分的处理BQN-P0E100083.C·驱动系统设备的电源输入输出系统电缆的噪声较大，因此，请将其与控制系统设备的电源输入电缆和控制线、信号线隔开距离，请勿并行配线。否则噪声会因电容耦合、电感耦合而从驱动系统设备的电源输入输出电缆回流。如果不得不并行配线，请使用导线管将其电缆与其它系统的电缆分离，垂直交叉，将因串音导致的感应噪声重叠控制到最小限度。·控制线/信号线的配线伸出柜外时，请使用屏蔽线。·控制线/信号线的屏敲线末端处理请参照6.2.2。控制柜控制柜的管和控信号电的导管动力电和通分开信电从同外，容易受到电电机输出电烫电机电机不良配线示例配线时，建议使柜内的动力线和通信/信号/控制电缆之间隔开300m以上的距离。如果由于配线不方便，需要接近、并行配线，则可使用导线管将其隔开，并在导线管间使用金属隔板，以使其不易受噪声影响。隔板需在控制柜接地。通信/信号/控制电规配线管配线管动力线动力线隔板（金属制）图9.电缆配线示例6.2控制柜的分离和接地方法请将控制系统设备和驱动系统设备分别设置在不同的控制柜中。在降噪对策中，将控制柜分离是效果最好的方法。因设置场所的限制等，不得不将控制系统设备和驱动系统设备混放于同一控制柜中时，可能会造成相互噪声，因此，请参照6.2.1的2)进行接地。接地是降噪对策中最重要的项目。请尽可能采用建议的方法进行接地。6.2.1设备的接地方法1)柜间接地·请分开准备控制系统设备用控制柜和驱动系统设备用控制柜，设备的接地方法请采用专用接地。如果难以实施专用接地，请采用共用接地的方法进行连接。BQN-P0E100083.C10/24因为共通阻抗会对设备间造成影响，因此不能使用共通接地。例如，将变频器和可编程控制器进行共通接地时，来自变频器的噪声电流会流经共通阻抗，可能会导致可编程控制器的接地电位发生变动，造成误动作。驱动设备用控制设备用驱动设备用控制设备用驱动设备用控制设备用控制柜控制柜控制柜控制柜控制柜控制柜IA接地电位接地电位接地电位接地电位接地电位接地电位共用接地：良共通接地：不可图10.接地方法2)控制系统设备和驱动系统设备混放时的柜内接地（参照图11）·驱动系统设备的噪声可能会回流到控制系统设备，因此请在驱动系统设备的电源侧设置C噪声滤波器等对策部材。通过设置EC噪声滤波器，可减少从驱动系统设备回流到控制系统设备的噪声。·请将驱动系统设备用、控制系统设备用接地分别连接专用的接地棒，使其与接地棒形成共用接地。对接地棒进行配线时，使其与柜接地形成共用接地。·难以安装专用接地棒时，请在安装面板内将驱动系统设备和控制系统设备的安装区域分开，使设备的接地线以最短的电缆距离连接到安装面板。驱动系统设备的安装区域应接近柜接地。控制柜控制柜设备接地时以最短距离连接到安装面接地如果在柜内通过接地棒的接地分离，以共用接地连接到接地板（中板）进行共通接地则G图11.驱动系统设备、控制系统设备混放于同一控制柜时的柜内接地示例BQN-P0E100083.C11/243)接地线·请使用较粗的接地线：便于降低阻抗，将噪声隔离在柜内。·请使用较短的接地线：尽量缩短线长。可抑制接地线本身的不必要辐射和来自其它电缆的串音。关于接地线的粗细/长度，请参照各产品的手册进行选择。6.2.2屏蔽电缆的接地使用屏敲电缆可有效减少放射噪声。对于流经芯线的共态电流，屏敲层内侧的共态电流反向流动，相互抵消，从而抑制泄露到屏蔽层外侧的共态电流。但使用屏敲电缆可能会导致浮游电容增大，传导噪声增加，因此需在驱动系统设备的电源侧设置滤波器，使传导噪声返回驱动系统设备侧。1)屏敲电缆的线夹安装方法·进行屏蔽电缆的接地时，请使用P线夹和U线夹、夹紧件等，在屏敲电缆的面相互接触。由于趋肤效应，高频噪声仅在表面流动，因此使用可在更广的面上接地的夹紧件等更有效。·使用辫子线(Pigtai1)时，与使用线夹和夹紧件相比，表皮面积较小，因此高频噪声难以通过。用辫子线来连接端子时，建议另外再使用夹紧件等进行连接。·电缆接地示例●使用P线夹、U线夹的示例柜面OK屏蔽层电缆接地U线夹示例将屏蔽电缆的外屏蔽层皮快速安装到柜面上的夹紧件X使用P线夹接地使用U线夹接地将屏蔽层扭成辫子的示例的示例线，拉长后接地电缆夹紧件的接地板与夹紧件是配套的。剥除夹紧部分的电缆美工刀电缆绝缘体。夹紧件电缆6外部导体线夹部分示意图图12.屏蔽电缆的终端处理方法2)信号、控制、I/0电缆类、通信线的接地方法·对信号、控制、I/0电缆，通信线的连接器、端子台进行配线时，请按照产品手册所述的方法进行连接。BQN-P0E100083.C12/24