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怎么解決高速電機編碼器的干擾問題
來源:
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作者:tepzdh
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發(fā)布時間: 2020-08-06
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怎么解決高速電機編碼器的干擾問題？高速電機編碼器穩(wěn)定性影響到整個設備運行的穩(wěn)定程度，而影響穩(wěn)定性的主要因素之一是抗干擾問題，所以看看怎么解決干擾問題。
高速電機編碼器的干擾源分析
干擾進入運動控制系統(tǒng)的渠道主要有兩類：
一是信號傳輸通道干擾，干擾通過與系統(tǒng)相聯(lián)的信號輸入通道、輸出通道進入;二是供電系統(tǒng)干擾。
信號傳輸通道是控制系統(tǒng)或驅動器接收反饋信號和發(fā)出控制信號的途徑，因為脈沖波在傳輸線上會出現(xiàn)延時、畸變、衰減與通道干擾，在傳輸過程中，長線的干擾是主要因素。
電源及輸電線路的內阻引起了電源的噪聲干擾，如果沒有內阻，噪聲都會被電源短路吸收，在線路中不會建立起任何干擾電壓，此外，交流伺服系統(tǒng)驅動器本身也是較強的干擾源，它可以通過電源對其他設備進行干擾。
三、高速電機編碼器抗干擾的措施
1、供電系統(tǒng)的抗干擾設計
(1)實行電源分組供電，例如，將執(zhí)行電機的驅動電源與控制電源分開，以防止設備間的干擾。
(2)采用噪聲濾波器降低交流伺服驅動器對其他設備的干擾。該措施對以上幾種干擾現(xiàn)象都可以有效地抑制。
(3)采用隔離變壓器，考慮到高頻噪聲通過變壓器主要不是靠初次級線圈的互感耦合，而是靠初次級寄生電容耦合的，因此隔離變壓器的初次級之間均用屏蔽層隔離，減少其分布電容，以提高抗共模干擾能力。
2、信號傳輸通道的抗干擾設計
(1)光電耦合隔離措施
在長距離傳輸過程中，采用光電耦合器，可以將控制系統(tǒng)與輸入通道、輸出通道以及伺服驅動器的輸入、輸出通道切斷電路之間的。如果在電路中不采用光電隔離，外部的尖峰干擾信號會進入系統(tǒng)或直接進入伺服驅動裝置，產生*種干擾現(xiàn)象。
(2)雙絞屏蔽線長線傳輸
信號傳輸過程中會受到電場、磁場和地阻抗等干擾因素的影響，采用接地屏蔽線可以減小電場的干擾。雙絞線與同軸電纜相比，波阻抗高，抗共模噪聲能力強，能使各個小環(huán)節(jié)的電磁感應干擾相互抵消。另外，在長距離傳輸過程中，一般采用差分信號傳輸，提高抗干擾性能。采用雙絞屏蔽線長線傳輸可以降低第二、三、四種干擾現(xiàn)象的產生。
(3)接地
接地可以消除電流流經地線時所產生的噪聲電壓，信號屏蔽線也要接地，防止靜電感應和電磁干擾。如果沒有正確的接地，則可能會出現(xiàn)第二種干擾現(xiàn)象。
綜上所述，高速電機編碼器的干擾源來源于電線，電源，所以供電系統(tǒng)的抗干擾設計也要從這兩方面考察。
高速電機編碼器的干擾源分析
干擾進入運動控制系統(tǒng)的渠道主要有兩類：
一是信號傳輸通道干擾，干擾通過與系統(tǒng)相聯(lián)的信號輸入通道、輸出通道進入;二是供電系統(tǒng)干擾。
信號傳輸通道是控制系統(tǒng)或驅動器接收反饋信號和發(fā)出控制信號的途徑，因為脈沖波在傳輸線上會出現(xiàn)延時、畸變、衰減與通道干擾，在傳輸過程中，長線的干擾是主要因素。
電源及輸電線路的內阻引起了電源的噪聲干擾，如果沒有內阻，噪聲都會被電源短路吸收，在線路中不會建立起任何干擾電壓，此外，交流伺服系統(tǒng)驅動器本身也是較強的干擾源，它可以通過電源對其他設備進行干擾。
三、高速電機編碼器抗干擾的措施
1、供電系統(tǒng)的抗干擾設計
(1)實行電源分組供電，例如，將執(zhí)行電機的驅動電源與控制電源分開，以防止設備間的干擾。
(2)采用噪聲濾波器降低交流伺服驅動器對其他設備的干擾。該措施對以上幾種干擾現(xiàn)象都可以有效地抑制。
(3)采用隔離變壓器，考慮到高頻噪聲通過變壓器主要不是靠初次級線圈的互感耦合，而是靠初次級寄生電容耦合的，因此隔離變壓器的初次級之間均用屏蔽層隔離，減少其分布電容，以提高抗共模干擾能力。
2、信號傳輸通道的抗干擾設計
(1)光電耦合隔離措施
在長距離傳輸過程中，采用光電耦合器，可以將控制系統(tǒng)與輸入通道、輸出通道以及伺服驅動器的輸入、輸出通道切斷電路之間的。如果在電路中不采用光電隔離，外部的尖峰干擾信號會進入系統(tǒng)或直接進入伺服驅動裝置，產生*種干擾現(xiàn)象。
(2)雙絞屏蔽線長線傳輸
信號傳輸過程中會受到電場、磁場和地阻抗等干擾因素的影響，采用接地屏蔽線可以減小電場的干擾。雙絞線與同軸電纜相比，波阻抗高，抗共模噪聲能力強，能使各個小環(huán)節(jié)的電磁感應干擾相互抵消。另外，在長距離傳輸過程中，一般采用差分信號傳輸，提高抗干擾性能。采用雙絞屏蔽線長線傳輸可以降低第二、三、四種干擾現(xiàn)象的產生。
(3)接地
接地可以消除電流流經地線時所產生的噪聲電壓，信號屏蔽線也要接地，防止靜電感應和電磁干擾。如果沒有正確的接地，則可能會出現(xiàn)第二種干擾現(xiàn)象。
綜上所述，高速電機編碼器的干擾源來源于電線，電源，所以供電系統(tǒng)的抗干擾設計也要從這兩方面考察。