Cáp chống nhiễu vẫn bị nhiễu điện từ? Nguyên nhân & cách khắc phục

Sự cố tương thích điện từ (EMC) trong máy móc và hệ thống thường rất khó tìm ra nguyên nhân. Chúng xuất hiện dưới dạng cảm biến báo sai thất thường, lỗi fieldbus không rõ lý do, hoặc bộ điều khiển servo hoạt động bất ổn. Thủ phạm thường là mức nhiễu điện từ (EMI) cao trong các hệ thống hiện đại. Biến tần và động cơ hoạt động với sườn xung đóng cắt rất nhanh, trong khi hệ thống thị giác máy, thiết bị IO-Link và mạng Ethernet công nghiệp cùng chạy song song. Vì vậy, việc chống nhiễu, nối đất và đi dây cáp phải được thực hiện đồng bộ và đúng kỹ thuật.

EMC là câu chuyện của bề mặt tiếp xúc, các điểm chuyển tiếp và trên hết là trở kháng. Trở kháng là tổng trở của dây dẫn hoặc linh kiện đối với dòng điện xoay chiều, gồm điện trở thuần, cảm kháng và dung kháng, và thay đổi theo tần số.

Lớp chống nhiễu chỉ hiệu quả khi được đấu nối đúng. Một lỗi lắp đặt rất phổ biến là đấu kiểu pigtail: tách lưới chống nhiễu ra, xoắn thành một sợi riêng rồi bắt vào điểm tiếp đất. Ở tần số cao, sợi dây này sinh thêm cảm kháng trong mạch và làm mất tác dụng của chính lớp chống nhiễu.

Cách tốt hơn là đấu nối 360°, tiếp xúc kín toàn bộ chu vi, bằng ốc siết cáp EMC, kẹp tiếp địa hoặc giá kẹp lớp chống nhiễu trên thanh tiếp địa, tốt nhất là bắt trực tiếp lên tấm đế lắp đặt dẫn điện. Nguyên tắc cần nhớ: "rộng, không dài". Ngoài ra, bề mặt tiếp xúc phải dẫn điện tốt. Lớp sơn, lớp oxy hóa hay bụi bẩn đều làm giảm đáng kể hiệu quả chống nhiễu.

Đấu nối cáp động cơ và biến tần

Trong tủ điện, cáp động cơ là một trong những nguồn gây nhiễu mạnh nhất. Vì vậy, nên dùng cáp có lớp chống nhiễu đầy đủ, đấu nối xác định ở cả hai đầu, đặt càng gần ngõ ra biến tần và động cơ càng tốt (hoặc gần đầu nối, nếu có). Hệ thống còn cần dây bảo vệ nối đất (PE) và liên kết đẳng thế được đấu nối đúng. Nếu cửa tủ, tấm đế lắp đặt, thanh PE và thân máy không được nối với nhau đúng cách, ngay cả lớp chống nhiễu đấu nối tốt cũng không phát huy hết tác dụng.

Tách riêng cáp nguồn, tín hiệu và dữ liệu

Cách lắp đặt cũng ảnh hưởng rất lớn. Cáp nguồn, cáp tín hiệu và cáp dữ liệu luôn phải đi riêng. Đi song song trong cùng một máng cáp làm tăng mạnh nguy cơ nhiễu chéo. Nếu buộc phải bắt chéo, thực tế cho thấy bắt chéo vuông góc 90° thường ổn định hơn. Tuân thủ các nguyên tắc này khi lắp đặt giúp tránh được nhiều sự cố EMC và nâng cao rõ rệt thời gian vận hành liên tục của hệ thống.