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      工作原理

      步進電機伺服電機的干擾解決辦法

      發布時間:2017-2-22 13:28:29 點擊量:

       

      步進電機干擾的解決辦法 

         十幾年前小編發表過關于步進電機丟步和抗干擾的問題。其實關于丟步,本意是步進電機驅動器沒能全部執行上位機發來信號,或者說個別信號脈沖沒有被驅動器轉變為電脈沖,主要發生于驅動器的運算能力上,現在的芯片處理速度讓這種問題不會出現了,大家習慣把機械沒有到位都歸咎于步進電機的丟步。不能否認伺服電機的閉環效應確實解決了堵轉導致的角度沒走出來,但是一些場合的干擾問題依然困擾著步進電機和伺服電機,對于干擾,伺服電機除了要解決脈沖信號的干擾問題,還要應對編碼器的干擾問題。

      干擾源是什么?

          現在我們簡單分析一下干擾是怎么產生的。1、大家都知道步進電機伺服電機自身也是干擾源,尤其高壓型步進電機的靜電是很強的;2、任何通過電流的導線或線圈周圍都存在磁場,這是電磁干擾。變頻器、電焊、甚至劣質的繼電器和劣質的開關電源都是常見的干擾源。

      干擾是怎么產生呢?

          正常的方波是規則的

      沒有被干擾的控制信號方波

      產生干擾以后,

      控制信號被干擾

      干擾的電流可能把高電平疊加更高,

       

      脈沖信號高電平被干擾

      可能削減更低,也可能讓低電平變成高電平。

      步進電機信號低電平被干擾

      干擾的結果可能是角度走多,也可能走少,甚至沒有發脈沖的時候電機自己就轉起來。

      解決干擾的辦法就是從各個環節去切斷干擾源。

      1、金屬外殼

      現在步進電機驅動器伺服電機驅動器多采用金屬外殼,使外部干擾電場的電力場不影響其內部的電路。反過來,驅動器內部電路產生的電力線也無法外逸去影響外電路。作為金屬屏蔽層的外殼,用戶還應做好接地

      2、信號隔離

      電控箱基本都是金屬箱體,當有強干擾時,我們要把強干擾源用金屬板隔離。
      電控箱金屬板干擾隔離

      3、使用屏蔽線

          電纜屏蔽層有超細的高密度高導通性的金屬細線編織成保護層,可以吸收外部輻射的高頻電磁場變化,從而起到屏蔽保護的作用,電纜屏蔽層的接地,通常是在信號接收端的單端接地。
          有必要的話電機線也采用屏蔽線,如果不能保證電機線采用屏蔽線,就要注意驅動器的安裝盡量靠電控箱的邊緣,電機線在電控箱內盡可能短,電機線走線與控制線走向分開

      4、減少信號傳輸的接線端子尖角線頭

          減少信號傳輸的接線端子尖角線頭,盡量一根電纜線直接到接收端。信號傳輸中間的接收端子是一個暴露的干擾吸收“天線”單元,尤其是線頭和金屬尖角,好像是伸出去的天線,這連接線纜時應盡量沒有暴露外翹的線頭,做圓滑性處理,在信號傳輸中應盡力避免線頭與尖角。

      5、電容濾波

          電容濾波是也是解決干擾的有效方法,但是并不推薦,因為電容的容量是需要計算的。電容濾波是有頻段的,很多人以為電容是越大越好,其實不然。一方面每個電容有一定的濾波頻段,在以諧振點為中心的一段頻段之內有較好的濾波效果,其他部分濾波效果不佳;另一方面大的電容會拉低電壓,可能把有效信號脈沖吸收掉。

      6、接地

          前面三條都講到了接地,這里還是有必要單獨說一下。筆者曾經到金華調試設備的時候發現干擾問題,旁邊點焊一工作,這邊電機就自己轉起來了,試了很多方法,最后把驅動器和控制器的地線分別引到窗外的水溝里,干擾就徹底解決了。其實接地最難的是強電接地和弱電接地怎么分開。

      7、編碼器

      在強干擾環境下,步進電機編碼器,伺服電機編碼器也不能幸免。這時候除了線纜用屏蔽線接地,和給編碼器罩金屬外殼,還要選擇合適的編碼器型號,因為有的編碼器本身就具有更強的抗干擾能力。

      8、干擾源的改善

          在一部分場合,這是最有效最徹底的解決方法,相當于斬首行動了。類似于焊機這種設備,干擾強度很難優化,但是可以把控制箱放遠一點。其他的干擾源其實沒有那么強。不管你信或者不信,事實都擺在那里,不是0.5KW的變頻器干擾就一定弱,5KW的的變頻器干擾就一定強,也要看品質的。

          另外,大多數人不會相信繼電器也會是干擾源,和線圈產生的電磁有關,也和導通瞬間接觸不好,若即若離產生脈沖電流有關。

          不了解干擾原理的朋友,可以去了解一下無線充電的原理。

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