伺服干扰问题分析
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3. 3 EMI电磁干扰抑制3. 3.1 CE滤波技术常见的电磁干扰有两种类型。
第一种是传导干扰,通过接地回路传播。
系统接地设计和实施得越好,线路上的噪声就越低。
在本质上,传导干扰是相线与中性线(或地线)之间的共模干扰。
第二种是高频辐射干扰,通常在电缆之间以容性耦合方式传播,它本质上属于差模干扰。
为了正确地安装EMI滤波器,安装背板应是未油漆过的金属表面。
这样可以保证滤波器外壳与安装背板有更多的接触面积并且降低滤波器外壳与背板之间的阻抗。
接下来,应用接地线将背板连接到外壳框架或大地。
3.3.2接地交流电源输入的地线必须连接到PE端子,PE端子位于CDHD的前面板。
这对安全和减少EMI电磁干扰都是必要的。
系统使用单点接地以避免接地形成回路。
强烈建议将驱动器安装到一个金属背板上,并用接地线将背板连接到大地。
为使驱动器背板与安装背板之间充分地导电接触,建议使用导电性好的材料,例如铝或镀锌钢板。
对于带油漆或涂层的金属面板,请去除与驱动器背板接触部分的涂层。
这样做的目的是使滤波器、驱动器、电源和大地之间的阻抗尽可能小, 以降低高频信号可能产生的EMI电磁干扰。
使用网状屏蔽线或铜质母线进行接地连接。
连接接地线时,请尽量采用最短距离。
请确认电气柜内各部件之间连接完好。
使用带屏蔽层的导线将背板和电气柜门连接到电气柜主体。
不可用柜门钱链或插销来固定接地导线。
确保电气柜与大地之间连接良好。
接地导线规格应该与总电源输入导线规格一样或者小一号尺寸。
3.3.3电缆屏蔽及固定为了尽可能地减少噪声辐射,并增加驱动系统的抗扰度水平,电机动力线缆和反馈线缆必须具有屏蔽层,屏蔽层两端均应接地。
将屏蔽层可靠地连接到接地金属表面,对于尽可能地减少噪声辐射和增加驱动系统的抗扰度水平是必不可少的。
它的作用是减小导线屏蔽和安装背板之间的阻抗。
建议将所有屏蔽线都连接到安装背板上。
电机动力电缆和反馈电缆被剥开的屏蔽层应尽可能短,减少电缆的暴露。
伺服系统中如何规避电磁干扰伺服系统作为一种精密控制系统,被广泛应用于工业自动化、机械设备、航空航天等领域。
然而,在伺服系统的运行过程中,电磁干扰常常会对其性能产生严重影响。
为了保证伺服系统的正常运行和稳定性,我们需要采取一系列措施来规避电磁干扰。
一、电磁干扰的来源和影响电磁干扰是指电磁能通过各种传导和辐射途径,对伺服系统内部产生不希望的电压或电流,从而改变系统的工作状态和性能。
电磁干扰来源主要包括以下几个方面:1. 外部电源干扰:来自电网、电源线路等的电磁波通过传导途径进入伺服系统,导致电磁干扰。
2. 电气设备干扰:例如电机、变频器等设备的开关操作、电流变化等会产生电磁辐射干扰。
3. 环境电磁干扰:来自其他电子设备或电磁场干扰源,如手机、无线电、雷达等设备的电磁波干扰。
电磁干扰对伺服系统的影响主要表现在以下几个方面:1. 控制精度下降:电磁干扰会导致伺服系统的控制精度下降,从而影响系统对目标位置或速度的准确控制。
2. 噪声和抖动增加:电磁干扰会进入信号线路,产生噪声和抖动,影响系统的稳定性和运动平滑性。
3. 通信干扰:电磁干扰会对伺服系统内部的通信接口产生影响,导致通信故障或数据传输错误。
二、规避电磁干扰的措施为了规避伺服系统中的电磁干扰,我们可以采取以下几项措施:1. 电磁屏蔽:对关键信号线路和元器件进行电磁屏蔽,阻止外部电磁波的干扰进入系统内部。
2. 接地设计:合理的接地设计可以减少电磁干扰的传输路径,降低系统受到的电磁干扰。
3. 滤波措施:采用滤波器、电容器等元器件对电源线路进行滤波,减少电磁干扰的传导途径。
4. 传导隔离:通过隔离变压器、光电耦合器等器件,将信号和功率线路进行隔离,减少电磁干扰的传导。
5. 信号调制与解调:采用差分信号传输、编码与解码技术,提高抗干扰能力,减少信号传输过程中的电磁干扰。
6. 系统布局优化:合理布局伺服系统内部的电源线路、信号线路和控制器件,减少相互干扰。
7. 选择合适的材料和元器件:选择抗干扰性好的材料和元器件,提高系统的抗干扰能力。
伺服电机抗干扰问题怎么解决?包括不要把伺服驱动器直接安装在铁板上,可以把伺服驱动器单独放在一个柜子里把与伺服驱动器有关的地线都悬浮,其他的测量系统可靠接地,这样可能要好一点,我在以前的一个系统里碰到过,就是这样处理的,干扰应该分类为传导干扰和辐射干扰等几种(从干扰介质上分),解决法子也应该从干扰源分析,来着手解决,应该为辐射干扰情况多些;上面刘工加磁环在驱动输出端就是个好的法子,另外可以更换驱动器到电机的屏蔽线,一端三点接地;加电抗器等这是电磁兼容性问题,单独打个2.5米深的接地桩,用16平方的铜芯线接到柜内,但只要一激活驱动器,就会在柜内接地铜排上产生6v左右的感应电压,驱动器有两个编码器信号接收端,伺服电机编码器信号没有被干扰给伺服电机加隔离变压器或稳压电源,给旋转编码器的供电模块和运动控制器加滤波器,驱动器改接dc电抗器,驱动器位置低通滤波时间和载波率参数更改,电机动力线单独走线槽,缩短驱动器与电机的动力线距离,或者把驱动器放在电机旁边,然后脉冲信号线和编码器反馈通过长线驱动转换回到控制器.做好的接地线(用专业接地电阻测量摇表测量的接地电阻值小于设备规定值,数控设备一般要求不超过1欧姆),还要注意所有接地线应该都接在同一个接地汇流排上,再经过系统接地线进入接地网;注意环境电磁兼容,对高频电磁波、射频装置等加以屏蔽;电源噪声干扰源要加以抑制、剔除,比如同一个电源变压器上或者配电母线上不要有诸如高频、大功率的整流和逆变用电装置等......1.以上该做的都要做,有效接地,屏蔽,隔离,加磁环,控制线和动力线不要平行,如果平行要有距离,地最好是挖很深一米以下用铜板和盐来混合做成,2.如果有模拟弱电路,则直流电源要滤波,一个简单的方法,就是加两个0.01uf(630v)电容,一端接在电源正负极上,另一端接到机壳上再和大地相连,很有效果,输出高频谐波干扰,伺服使能会不会听到吱吱的声音呢?如果是这样,不妨在伺服驱动母线电源的B1、N端分别接个0.1u/630v的CBB(聚丙烯电容特点体积小,稳定性略差),电容到机壳上试下,效果很不错的,噪音消除,谐波干扰基本上滤掉。
随着伺服电动缸在自动化领域中的应用越来越广泛,电磁干扰问题也日益突出。
电磁干扰会影响伺服电动缸的运行稳定性和精度,会导致整个设备的正常运行受到影响,因此,防止电磁干扰对保障自动化生产的稳定运行至关重要,所以对此类电磁干扰方面的问题应该多加重视。
伺服电动缸电磁干扰如何改善:
伺服电动缸在整个运行过程中,当它受到电磁干扰后,很容易让其内部的电子元件受到一定损伤,继而引发其内部脉冲的时钟系统受损,影响到整个电动缸的正常使用。
对于这类情况,可通过从伺服电动缸外部电路控制器中加喷绝缘抗磁化的保护层,就能够有效改善。
使用伺服电动缸要注意哪些问题:
1、日常电动缸应用期间,对于基础的养护、维修工作,务必要做到位,这样更有利于保护整个电动缸设备的性能,同时降低设备运行期间发生意外的可能。
2、客户在选购电动缸设备之前,要注意有效了解具体可诱发电磁干扰的产品,做好对于整个设备防电磁干扰方面的工作,以便更好的维持整个设备的运行性能的稳定性。
3、伺服电动缸本身在整个运行期间,其噪音很低,且运行维护成本也比较低。
但当受到电磁类信号的干扰时,就可能会让其内部的供电电路失常,引发故障。
由此可见,使用电动缸期间做好防电磁干扰工作很重要。
伺服电动缸电磁干扰问题可大可小,在日常使用中注意就能够很好的避免此类情况。
森拓伺服电动缸是一家从事多年电动缸生产销售研发的一站式生产厂家,大家有任何关于电动缸方面的问题都可以联系森拓伺服电动缸咨询。
伦艺机电伺服干扰问题解决方案摘要: 干扰无处不在,本文从现场应用的一个排除干扰的过程进行总结,为以后的抗干扰之路指点迷津!1、客户及项目背景介绍长春伦艺机电设备有限公司是一家专业设计、生产制造车轮专用设备的公司。
本项目为汽车轮毂焊接生产线,该线集轮毂的焊接、检测于一体,产品下线合格后即可交付使用。
2、客户配置和现场问题配置:CP1H-X40DT ...干扰无处不在,本文从现场应用的一个排除干扰的过程进行总结,为以后的抗干扰之路指点迷津!1、客户及项目背景介绍长春伦艺机电设备有限公司是一家专业设计、生产制造车轮专用设备的公司。
本项目为汽车轮毂焊接生产线,该线集轮毂的焊接、检测于一体,产品下线合格后即可交付使用。
2、客户配置和现场问题配置:CP1H-X40DT-D(2 台)、3KW G5 伺服(2 台)、2.5KW G5 伺服(1 台)、1.5KW G5 伺服(2 台)、1KW G 伺服(1 台)、1KW 松下A4 伺服(2台)现场问题:通过CP1H 发送的脉冲数与伺服实际走的脉冲值不等,经常发生伺服轴与限位开关相撞的现象。
3、问题研究分析程序排查:客户使用的是PLS2 指令,通过MOV 语句将发送的脉冲数以及频率等数值赋给D 区的通道内,排查后发现在执行PLS2 指令的过程中D 区内的发送脉冲数并未发生变化,程序上编辑无误。
发送脉冲数监控:以CP1H 的0 号脉冲输出通道为例,使用PLS2 指令发送10000 个脉冲,通过对A276、A77 通道的监控确认plc 发送的脉冲数确实为10000;通过将G5 伺服上的528 号参数设为6 监控“指令脉冲总和”发现,伺服实际输出的脉冲数为80000~90000 不等,说明问题出在PLC 脉冲输出到伺服之间的线路上。
线路排查:1)、CN1 侧电缆排查:客户使用的CN1 电缆为上海三竹代工产品,该电缆将CN1 侧50 个管脚都接上了,并且留出很长一部分方便客户接线;但客户现场只使用不到10 根线,其余的线都散放在电柜内,在调试过程中发现偶尔将不用的两根线短接即使没有PLS2 指令触发伺服,伺服都会自动走几个脉冲。
伺服系统中如何避免振动干扰伺服控制系统被广泛应用于许多工业领域,例如自动化生产线、机器人、飞行器等。
然而,在其应用过程中,如何避免振动干扰是一个长期以来需要研究的难题,因为振动干扰会对系统的精度、稳定性和寿命产生不利影响。
在本文中,我们将探讨如何在伺服系统中避免振动干扰。
一、振动干扰的原因分析伺服控制系统工作时产生的振动主要来自于以下三个方面:1. 驱动系统本身结构造成的不平衡;2. 机械负载的不平衡;3. 机械系统本身的固有振动。
在伺服系统运行过程中,机械系统会受到各种外力作用,例如机械负载变化、环境因素等,这些外力将会导致机械系统产生振动。
二、解决方案为了避免伺服系统产生振动干扰,可以采用以下几种方法:1. 机械结构设计的改进。
通过改进机械结构设计,降低机械系统的固有振动,增加结构的稳定性和精度,减少不良的振动干扰。
2. 采用机械隔振器。
在伺服系统中使用机械隔振器可以有效地减少机械系统的振动,避免振动传递,降低振动干扰对系统的影响。
3. 控制系统的参数调整。
通过对控制系统的参数调整,优化控制算法和参数设置,增加控制系统的稳定性和精度,减少振动干扰。
4. 使用数字信号处理(DSP)技术。
利用数字信号处理技术可以对信号进行滤波和抑制干扰,减少外部干扰和系统本身的振动干扰。
5. 优化机械负载设计。
采用优化的机械负载设计可以减少机械负载本身的不平衡和振动,从而避免机械振动干扰。
三、总结在伺服系统的应用中,避免振动干扰是至关重要的。
本文介绍了机械结构设计的改进、采用机械隔振器、控制系统的参数调整、使用数字信号处理技术、优化机械负载设计等多种解决方案,这些方法可以有效地减少机械系统的振动和振动干扰,提高伺服系统的稳定性和精度,延长系统的寿命,具有广阔的应用前景。
浅谈CP1系列PLC与脉冲型伺服干扰问题摘要: 设备使用CP1系列PLC自带脉冲输出连接Omron的G5-KP伺服、sigma 5脉冲型伺服,均出现位置控制时定位偏差。
关键词:定位偏差 电源干扰整理时间:2013-09-09 整理人:霍学伟-------------------------------------------------------------------------------------------------------本文档适用于24V电源信号干扰CP1H与脉冲型伺服造成定位偏差等课题。
1、案例1介绍:客户:上海埃蒙特自动化系统有限公司设备:玻璃搬运机配置:CP1H-XA40DT-D CP1W-40EDR R88D-KP伺服课题:设备共3轴伺服,750W 1轴,1KW 2轴,现象是1轴1KW的放卷轴定位不准且偏差较大。
现场设备图片如下:设备是玻璃搬运机,搬运系统使用KUKA的机械手执行,控制系统使用CP1H配合3轴的G5-KP伺服,使用CP1系列内部指令PLS2进行位置控制。
设备调试中,出现定位不准,位置偏差的伺服轴如下:设备放卷轴控制玻璃表面一层防止玻璃刮伤的特殊材料纸的放卷,使用指令PLS2进行位置控制,在G5-KP伺服中,设置Pn008的值(电子齿轮比)为5340,放卷轴的周长是534mm/圈,因此每个Pluse代表0.1mm。
CP1H使用脉冲+方向的方式,对应的G5-KP伺服Pn007设置为03(脉冲+方向),默认为01(正、反脉冲方式)。
伺服轴减速机比为(10:1)。
现场现象:使用PLS2发送53400个脉冲,伺服电机理论上应旋转10圈,对应的放卷轴选择1圈,在放卷轴上做标记,每次放卷轴旋转1圈,对应的位置都不一样,且客户表示,监视伺服驱动器的脉冲值,每次执行PLS2指令发送相同的脉冲数,伺服驱动器接收到的脉冲值都不一样,且偏差较大。
而在设备装机之前,客户已经做过相关测试,同样的方式,每次接收到的脉冲值都与发送值一致。
伺服电机应用中常见干扰类型和产生途径在使用和调试伺服系统的过程中,会时不时的消失各种意想不到的干扰,尤其是对于发脉冲的伺服电机的应用,下面从几个方面分析下干扰的类型和产生的途径,这样就会做到有针对性地抗干扰的目的,盼望共同学习讨论,感谢~1.来自空间的--辐射干扰对辐射干扰最为有效的措施就是金属屏蔽。
空间辐射电磁场主要是由电力网络、雷电、无线电广播和雷达等产生的,通常称为辐射干扰。
其影响主要通过两条路径:一是直接对伺服内部的辐射,由电路感应产生干扰; 二是对伺服通信网络的辐射,由通信线路感应产生干扰。
此种干扰发生几率比较少,一般通过设置屏蔽电缆进行爱护。
2.来自系统配线—传导干扰对传导干扰的有效措施就是采纳电源滤波器、隔离电源、屏蔽电缆、以及合理和牢靠的接地来解决问题。
传导干扰主要有下面三类:第一类是来自电源的干扰。
实践证明,因电源引入的干扰造成伺服掌握系统故障的状况许多,一般通过加稳压器、隔离变压器等设备解决。
其次类是来自信号线引入的干扰。
此类干扰主要有两种信息途径:一是通过变送器供电电源或共用信号仪表的供电电源串入的电网干扰,这往往被忽视; 二是信号线受空间电磁辐射感应的干扰,即信号线上的外部感应干扰,这种干扰往往特别严峻。
由信号引入的干扰会引起电路板元件工作特别,严峻时将引起元器件损伤。
对于隔离性能差的系统,还将导致信号间相互干扰,引起共地系统总线回流,造成规律数据变化、误动和死机。
掌握系统因信号引入干扰造成内部元器件损坏,由此引起系统故障的状况也许多。
此种干扰常常发生于信号距离长的应用案例上,常采纳加中继隔离的方法,来屏蔽掉感应电压,解决干扰问题。
第三类是来自接地系统混乱的干扰。
众所周知接的是提高电子设备抗干扰的有效手段之一,正确的接地既能抑制设备向外发出干扰; 但是错误的接地反而会引入严峻的干扰信号,使系统无法正常工作。
一般说来,掌握系统的地线包括系统地、屏蔽地、沟通地和爱护地等,假如接地系统混乱,对伺服系统的干扰主要是各个接地点电位分布不均,不同接地点间存在地电位差,引起地环路电流,影响系统正常工作。
三菱FX3U与J3伺服放大器系统干扰问题的解决我设计了一套用于运动控制的系统,控制系统硬件用的是三菱FX3U系列PLC,三菱J3伺服放大器与伺服电机。
接完控制柜与伺服电机的连线后,把程序传进PLC中,设置完伺服放大器上的参数,开机调试。
该系统用伺服的位置控制模式。
第一步调试是检测工作台移动的精度。
在测试过程中,发现PLC向伺服放大器分别发送正向10000个脉冲和反向10000个脉冲时,工作台的移动距离是不一样的。
出现这个问题之后,我仔细观察了伺服放大器上显示的脉冲数,发现我没有让PLC发送脉冲时,伺服放大器也接收到了脉冲,而且伺服电机也有旋转的现象。
这时候问题的原因基本就找到了,伺服放大器与伺服电机的问题几乎可以排除,原因应该是伺服放大器的输入端受到了干扰,接线混入了脉冲信号。
于是我开始查找接线原因。
后来发现,是PLC与伺服放大器之间的接线问题,具体说明如下:
我用的PLC的输出端4个点共用一个COM口,如下图所示:
PLC与伺服放大器的接线如下图所示:
我的系统一共控制三台伺服电机,分别由PLC的Y000、Y001、Y002发送控制脉冲,Y004、Y005、Y006控制电机的旋转方向。
按照上图的接线,我将PLC上的COM1和COM2用导线连接上,然后接到了伺服放大器的DOCOM端,结果出现了上面的问题。
后面我把连接到Y000和Y004上的双绞线的另一根的一端先短接上,接到伺服放大器的DOCOM端,另一端分别接到了PLC的COM1和COM2上面。
上电测试之后,问题解决。
这次的调试经验告诉我,接线一定不能想当然,尤其是用于脉冲发送的场合,双绞线的作用不能小视。
伺服运动控制系统中如何解决编码器干扰问题!
编码器是一种将旋转位移转换成一串数字脉冲信号的旋转式传感器,这些脉冲能用来控制角位移,如果编码器与齿轮条或螺旋丝杠结合在一起,也可用于测量直线位移。
运动控制系统中编码器怎样抗干扰?
一、信号传输通道的抗干扰设计:
1、光电耦合隔离措施,在长距离传输过程中,采用光电耦合器,可以将控制系统与输入通道、输出通道以及伺服驱动器的输入、输出通道切断电路之间的联系。
光电耦合的主要优点是能有效地抑制尖峰脉冲及各种噪声干扰,从而使信号传输过程中的信噪比大大提高。
干扰噪声虽然有较大的电压幅度,但能量小,只能形成微弱电流,而光电耦合器输入部分的发光二极管是在电流状态下工作,一般导通电流为10-15mA,所以即使有很高的大幅度的干扰,由于不能提供足够的电流而被抑制掉。
2、双绞屏蔽线长线传输,信号在传输过程中会受到电场、磁场和地阻抗等干扰因素的影响,采用接地屏蔽线可以减小电场的干扰。
双绞线与同轴电缆相比,虽然频带较差,但波阻抗高,抗共模噪声能力强,能使各个小环节的电磁感应干扰相互抵消。
二、供电系统的抗干扰设计:
1、实行电源分组供电,例如,将执行电机的驱动电源与控制电源分开,以防止设备间的干扰。
2、采用隔离变压器,考虑到高频噪声通过变压器主要不是靠初次级线圈的互感耦合,而是靠初次级寄生电容耦合的,因此隔离变压器的初次级之间均用屏蔽层隔离,减少其分布电容,以提高抗共模干扰能力。
3、采用噪声滤波器也可以有效地抑制交流伺服驱动器对其他设备的干扰。
一、概述随着电子技术的快速发展,电子设备的使用环境变得越来越苛刻,各个频段上频率的日益拥挤和使用频谱的日益扩展,使得空间电磁环境日趋复杂,干扰日益严重。
伺服驱动系统要在电磁环境中正常的工作,必须抑制空间、设备的电磁干扰,提高设备的电磁兼容性。
对干扰源要采取隔离、抑源的方法。
对耦合通道主要采取相应的滤波、屏蔽和良好的接地。
对受感器件采取降低受感器件的灵敏度或提高受感器件的抗干扰度。
伺服驱动系统在受到空间、其它设备和电源地等电磁干扰问题,依据提高系统电磁兼容性的方法采取了有效地措施来抑制各方面的干扰,使控制、驱动、电源等各个分系统正常工作。
二、电磁干扰问题的分析和抑制电磁干扰的耦合通道一般分为三类:传导耦合:干扰源和被干扰对象通过电源线、信号线或接地线传感器相连。
辐射耦合:干扰源通过空间传播将干扰耦合到被干扰对象。
串扰:在干扰源和被干扰对象之间不存在直接的连接,但在它们的各自导线或引线互相靠近时会产生寄生电容和寄生电感。
在系统的调试过程中这几种耦合通道是同时存在的。
必须针对已存在的问题进行处理和改进。
伺服驱动系统就这些出现的问题在调试过程中采用减小印制板干扰、设备内部合理走线、减小电源噪声和电源间的串连干扰、增强屏蔽等方法来抑制各方面的电磁干扰。
1.干扰的分析和抑制。
伺服驱动系统常采用PWM 方式驱动,选用APEX 公司的SA04为PWM功率放大器模块,用模拟电压来控制输出,而SA04的开关频率为22.5kHz,对电源、控制信号、输出信号均有辐射,使这些信号上叠加有22.55kHz 的干扰。
在设计时考虑印制板走线,电源线、地线、印制板走线对高频信号应保持低阻抗,在频率很高的情况下,电源线、地线或印制板走线都会成为接收与发射干扰的小天线,降低这种干扰的方法除了加滤波电容的方法外,更值得重视的是减少电源线、地线、印制板走线本身的高频阻抗。
因此,印制板走线要短而粗,线条要均匀。
在布局上要把噪声源和信号部分分开,使相互间的信号耦合为最小。
伺服系统感应电及EMI干扰问题的解决方法1.感应电及EMI干扰问题现象伺服系统(伺服驱动器、伺服电机)上电待机时,所有设备工作正常;伺服系统在使能或者伺服电机启动时设备带电,触摸时有麻手感;伺服系统在使能或者伺服电机启动时,控制、测量设备(如PLC、计算机、触摸屏等)有采集数据有偏差、控制精度降低、丢失数据或指令脉冲等现象;干扰类型通常按干扰产生的原因、噪声的干扰模式和噪声的波形性质的不同划分。
其中:按噪声产生的原因不同,分为放电噪声、偶发噪声等:按声音干扰模式不同,分为差模干扰(注①)和共模干扰(注②)。
共模干扰是信号对地面的电位差,主要是由电网串入,地电位差及空间电磁辐射在信号线上感应的共态电压所加形成。
共模电压有时较大,特别是采用隔离性能差的电器供电室,变送器输出信号的共模电压普遍较高,有的可高达130V以上。
共模电压通过不对称电路可转换成共模电压,直接影响测控信号,造成元器件坏,这种共模干扰可为直流、亦可谓交流。
共模干扰是指用于信号两级间得干扰电压,主要由空间电磁场在信号间耦合感应及由不平衡电路转换共模干扰所形成的电压,这种让直接叠加在信号上,直接影响测量与控制精度。
常见的干扰现象有以下几点:1) 系统发指令时,电机无规则地转动;2) 信号等于零时,数字显示表数值乱跳;3) 传感器工作时,PLC采集过来的信号与实际参数所对应得信号值不吻合,且误差值是随机的,无规律的;4) 与交流伺服系统共用同一电源工作不正常。
2.感应电及EMI干扰产生概述1)伺服系统感应电及EMI干扰问题不属于漏电问题。
漏电本质是设备在一定的环境或外力条件下,电气绝缘性能下降或绝缘遭到破坏而出现设备外壳带电的现象。
现市场上主流驱动器(包括国产和进口)都采用PWM调制方式产生电机旋转电压,PWM调制方式都会采用电力电子开关器件(如IGBT、IPM模块等)。
而这些电力电子开关器件动作时在设备外壳感应出的电压和电流且能量较小(一般感应电流不超过50mA),不会对人体和设备造成破坏性损害;2)EMI问题分为传导干扰和辐射干扰,传导干扰主要是由于干扰源产生干扰(共模、差模电流和电压),经过传播途径(设备外壳、多点接地、传输线路回路),在敏感器件引起现场设备通信中断、采集数据偏差、控制精度降低、数据或指令脉冲传输丢失等现象,从而影响设备的正常工作。
伺服编码器干扰处理方法嘿,咱今儿就来聊聊伺服编码器干扰处理这档子事儿!你说这伺服编码器啊,就好比是机器的“眼睛”,要是它被干扰了,那可就麻烦喽!想象一下,这机器正好好工作着呢,突然因为干扰,这“眼睛”看不清了,那不是得乱套呀!这干扰就像是个调皮的小捣蛋鬼,时不时就来捣乱一下。
那遇到这种情况咋办呢?首先咱得找到干扰源啊!就像医生看病得找到病根儿一样。
是不是旁边有啥强电设备在捣乱呀?或者是一些电磁信号在瞎凑热闹。
找到干扰源后,咱就得想办法把它隔离开。
比如说给它弄个金属罩子,就像给它穿上一件防护服,让那些干扰信号进不来。
这就好比是给宝贝东西罩上一个保护罩,谁也别想来捣乱。
还有啊,这布线也得讲究讲究。
可不能随便乱拉一气,得把信号线和那些容易产生干扰的线分开来,就像让它们各走各的道儿,别互相掺和。
再就是接地问题啦!良好的接地就像是给机器打了一针稳定剂。
它能把那些不该有的干扰信号给导走,让机器稳稳当当工作。
另外啊,咱还可以在电路上动点小手脚,加一些滤波装置啥的,把那些干扰信号给过滤掉,就像是给水流过一道滤网,把杂质都给滤掉。
你可别小瞧了这些方法,每一个都很重要呢!就像一个团队里的每个成员,都有自己的作用。
要是哪个环节没做好,这干扰问题可能还是会冒出来。
咱在处理这事儿的时候可得细心点儿,别马马虎虎的。
就像给病人治病一样,得认真对待。
不然这“病”没治好,反而更严重了,那可就得不偿失啦!总之呢,处理伺服编码器干扰这事儿啊,得有耐心,有细心,还得有方法。
只要咱按照这些办法一步一步来,就一定能把这个小捣蛋鬼给赶跑,让机器重新恢复正常工作。
可别不当回事儿哦,不然等出了问题再后悔可就晚啦!你说是不是这个理儿呀?。
如何提高伺服电机的抗噪声干扰能力在现代工业自动化领域中,伺服电机扮演着至关重要的角色。
然而,噪声干扰问题常常困扰着其稳定运行,影响控制精度和系统性能。
那么,如何有效地提高伺服电机的抗噪声干扰能力呢?这是一个值得深入探讨的课题。
首先,我们要了解噪声干扰的来源。
噪声干扰大致可以分为电磁干扰、电源干扰和信号传输干扰等。
电磁干扰通常来自周边的电气设备,如变频器、变压器等,它们产生的电磁场可能会影响伺服电机的正常工作。
电源干扰则可能源于电网的波动、谐波等,导致电机供电不稳定。
而信号传输干扰往往是由于线路过长、屏蔽不良或者附近存在强电磁辐射源,使得控制信号在传输过程中发生失真或丢失。
针对电磁干扰,合理的布线和屏蔽措施是关键。
在安装伺服电机及其控制系统时,应尽量缩短电机与控制器之间的连线,并且采用屏蔽性能良好的电缆。
同时,要将电机的动力线和信号线分开布线,避免相互干扰。
对于容易产生强电磁干扰的设备,应保持一定的距离,或者采用金属隔板进行隔离。
电源方面,为了减少电源干扰的影响,我们可以采用稳压器、滤波器等设备来净化电源。
稳压器能够提供稳定的电压输出,降低电网波动的影响;滤波器则可以滤除电源中的谐波和杂波,提高电源质量。
此外,还可以为伺服电机配备专用的电源模块,以保证其供电的稳定性和可靠性。
在信号传输环节,选择合适的传输介质和增强信号的抗干扰能力至关重要。
例如,采用光纤传输可以有效地避免电磁干扰对信号的影响。
对于普通的电缆传输,要确保线路的屏蔽层接地良好,并且要合理控制线路的长度。
另外,通过增加信号的强度和采用差分信号传输方式,也能够提高信号的抗干扰性能。
除了硬件方面的措施,软件算法的优化也能提升伺服电机的抗噪声干扰能力。
常见的方法包括数字滤波、误差补偿和自适应控制等。
数字滤波可以对输入的信号进行滤波处理,去除噪声成分。
误差补偿则是通过对系统的误差进行分析和预测,然后进行相应的补偿,从而减小噪声对控制精度的影响。
第一篇伺服基本调试过程(核对伺服接线G5伺服为例):步骤一:检查动力线接线:驱动器时单相AC220V动力线接法:伺服驱动器为AC380V接线办法:第二步检查CN1端口接线(我们主要讲初始化状态下的情况介绍):CN1端口定义G5伺服:第三步:检查位置控制需要设置的驱动器参数:第四步:初始化伺服参数:第五步:伺服参数修改:1、修改偏差计数器值。
可以在初步调试的时候去除由于偏差计数器引起的过载报警。
将偏差计数器改大到1000000。
2、设置脉冲接收参数。
3、将不用的外部信号屏蔽:第六步:通过驱动器电动伺服。
通过上图所示进行点动伺服。
完成上述六步,之后可以排除伺服和电机以及驱动器能正常工作。
第七步:通过上位机软件发脉冲。
第八步:进行伺服参数调整-伺服自整定:1)、启动自整定:2)、选择学习模式:一般该组参数默认即可:3)、选择传动模式(该传动模式,只涉及到自整定的刚性,选个接近实际设备传动模式即可)4)设置刚性(不知道的时候可以设置1开始,G5伺服在整定过程中会自动增加的)5)设定整定参数:上图中没有圈起来的参数一般可以默认即可。
6)整定开始和参数保存7)通过监视DATE曲线手动微调相关参数:第九步:若自整定无法启动电机旋转时;需要手动设置增益:设置以下参数:Pn002=0,实时自整定关闭;Pn100位置增益参数减小;Pn101速度增益减小;Pn102速度增益积分时间常数减小。
通过以上调试之后,伺服即可完成相关基本的测试工作,若需要精度提升就需要根据现场需要对速度增益,位置增益,积分时间常数等常数进行调整。
第二篇伺服现场调试经验介绍:伺服报警和解决办法:1、现象:上位脉冲发生器发完脉冲后,伺服电机依然没有听任然继续前行。
原因:a、伺服增益参数不对;b、伺服的指令滤波时间常数设定过大;c、存在干扰,由于干扰编码器反馈值突变,造成伺服转矩或速度突变引发过载。
原因a解决办法伺服干扰问题的处理过程:将伺服增益Pn100、101、102参数值改大,知道伺服啸叫之后再进行测试。
伺服电机的电磁兼容性研究引言随着科技的快速发展,伺服电机在工业自动化领域的应用越来越广泛。
然而,伺服电机在运行过程中会产生电磁干扰,并且容易受到外部的电磁辐射干扰。
因此,研究伺服电机的电磁兼容性变得十分重要。
本文将探讨伺服电机的电磁兼容性问题,并提出一些解决方案以提高其电磁兼容性能。
1. 电磁兼容性问题的描述1.1 伺服电机产生的电磁干扰伺服电机在运行过程中产生的电磁干扰主要来自于电机内部的电流、磁场和接地线回路。
这些电磁干扰可能会对附近的电子设备、通信系统和其他敏感设备造成干扰,导致它们的正常工作受到影响。
1.2 伺服电机受到的外部电磁辐射干扰伺服电机还容易受到外部电磁辐射干扰,例如附近的电力设备、高频设备和无线电设备等。
这些干扰源可能会引起伺服系统的误动作、通讯故障或性能下降。
2. 伺服电机电磁兼容性研究的重要性伺服电机的电磁兼容性研究对于确保工业自动化系统的正常运行至关重要。
一方面,提高伺服电机的电磁兼容性能可以减少对周围设备的干扰,避免工业过程的中断和故障。
另一方面,降低伺服电机对外部电磁干扰的敏感性可以提高其稳定性和可靠性。
3. 提高伺服电机电磁兼容性的方法3.1 电机设计优化通过合理的电机设计和布线,可以减少电机产生的电磁干扰。
例如,使用低电阻、低感抗、低电容的电机元件,能减少电流的转向间隙峰值,降低电磁辐射干扰。
此外,使用屏蔽材料或抑制线圈的电磁辐射,也可以改善电机的电磁兼容性。
3.2 地线布线设计地线布线设计是提高伺服电机电磁兼容性的关键因素之一。
通过合理设计和布置地线,可以减少接地线回路产生的电磁干扰。
例如,采用短而粗的地线,减少地线的回流电流,是一种常用的方法。
3.3 滤波器的应用在伺服电机的电源线、信号线或通讯线路中,加入滤波器可以有效的减少电磁干扰。
滤波器能够过滤掉高频噪声和干扰信号,保证系统的信号质量,提高伺服电机的电磁兼容性。
3.4 电磁屏蔽技术采用电磁屏蔽技术是提高伺服电机电磁兼容性的一种重要方法。
伺服系统感应电及EMI干扰问题的解决方法1.感应电及EMI干扰问题现象伺服系统(伺服驱动器、伺服电机)上电待机时,所有设备工作正常;伺服系统在使能或者伺服电机启动时设备带电,触摸时有麻手感;伺服系统在使能或者伺服电机启动时,控制、测量设备(如PLC、计算机、触摸屏等)有采集数据有偏差、控制精度降低、丢失数据或指令脉冲等现象;干扰类型通常按干扰产生的原因、噪声的干扰模式和噪声的波形性质的不同划分。
其中:按噪声产生的原因不同,分为放电噪声、偶发噪声等:按声音干扰模式不同,分为差模干扰(注①)和共模干扰(注②)。
共模干扰是信号对地面的电位差,主要是由电网串入,地电位差及空间电磁辐射在信号线上感应的共态电压所加形成。
共模电压有时较大,特别是采用隔离性能差的电器供电室,变送器输出信号的共模电压普遍较高,有的可高达130V以上。
共模电压通过不对称电路可转换成共模电压,直接影响测控信号,造成元器件坏,这种共模干扰可为直流、亦可谓交流。
共模干扰是指用于信号两级间得干扰电压,主要由空间电磁场在信号间耦合感应及由不平衡电路转换共模干扰所形成的电压,这种让直接叠加在信号上,直接影响测量与控制精度。
常见的干扰现象有以下几点:1) 系统发指令时,电机无规则地转动;2) 信号等于零时,数字显示表数值乱跳;3) 传感器工作时,PLC采集过来的信号与实际参数所对应得信号值不吻合,且误差值是随机的,无规律的;4) 与交流伺服系统共用同一电源工作不正常。
2.感应电及EMI干扰产生概述1)伺服系统感应电及EMI干扰问题不属于漏电问题。
漏电本质是设备在一定的环境或外力条件下,电气绝缘性能下降或绝缘遭到破坏而出现设备外壳带电的现象。
现市场上主流驱动器(包括国产和进口)都采用PWM调制方式产生电机旋转电压,PWM调制方式都会采用电力电子开关器件(如IGBT、IPM模块等)。
而这些电力电子开关器件动作时在设备外壳感应出的电压和电流且能量较小(一般感应电流不超过50mA),不会对人体和设备造成破坏性损害;2)EMI问题分为传导干扰和辐射干扰,传导干扰主要是由于干扰源产生干扰(共模、差模电流和电压),经过传播途径(设备外壳、多点接地、传输线路回路),在敏感器件引起现场设备通信中断、采集数据偏差、控制精度降低、数据或指令脉冲传输丢失等现象,从而影响设备的正常工作。
3.3 EMI电磁干扰抑制3.3.1 CE滤波技术常见的电磁干扰有两种类型。
第一种是传导干扰,通过接地回路传播。
系统接地设计和实施得越好,线路上的噪声就越低。
在本质上,传导干扰是相线与中性线(或地线)之间的共模干扰。
第二种是高频辐射干扰,通常在电缆之间以容性耦合方式传播,它本质上属于差模干扰。
为了正确地安装EMI 滤波器,安装背板应是未油漆过的金属表面。
这样可以保证滤波器外壳与安装背板有更多的接触面积并且降低滤波器外壳与背板之间的阻抗。
接下来,应用接地线将背板连接到外壳框架或大地。
3.3.2 接地交流电源输入的地线必须连接到 PE 端子,PE 端子位于 CDHD 的前面板。
这对安全和减少EMI 电磁干扰都是必要的。
系统使用单点接地以避免接地形成回路。
强烈建议将驱动器安装到一个金属背板上,并用接地线将背板连接到大地。
为使驱动器背板与安装背板之间充分地导电接触,建议使用导电性好的材料,例如铝或镀锌钢板。
对于带油漆或涂层的金属面板,请去除与驱动器背板接触部分的涂层。
这样做的目的是使滤波器、驱动器、电源和大地之间的阻抗尽可能小,以降低高频信号可能产生的 EMI 电磁干扰。
使用网状屏蔽线或铜质母线进行接地连接。
连接接地线时,请尽量采用最短距离。
请确认电气柜内各部件之间连接完好。
使用带屏蔽层的导线将背板和电气柜门连接到电气柜主体。
不可用柜门铰链或插销来固定接地导线。
确保电气柜与大地之间连接良好。
接地导线规格应该与总电源输入导线规格一样或者小一号尺寸。
3.3.3 电缆屏蔽及固定为了尽可能地减少噪声辐射,并增加驱动系统的抗扰度水平,电机动力线缆和反馈线缆必须具有屏蔽层,屏蔽层两端均应接地。
将屏蔽层可靠地连接到接地金属表面,对于尽可能地减少噪声辐射和增加驱动系统的抗扰度水平是必不可少的。
它的作用是减小导线屏蔽和安装背板之间的阻抗。
建议将所有屏蔽线都连接到安装背板上。
电机动力电缆和反馈电缆被剥开的屏蔽层应尽可能短,减少电缆的暴露。
使用非绝缘的金属卡箍或电缆连接卡箍将屏蔽层连接到背板。
建议使用星形屏蔽连接,例如使用屏蔽母线。
对于进入电气柜的导线,请围绕导线一周(即 360°)进行屏蔽连接。
伺服驱动器和滤波器、外部制动电阻之间的连接导线都应该屏蔽。
3.3.4 输入电源滤波电源滤波既可以防止驱动器产生的传导干扰进入电源,又可以防止电源上的干扰进入驱动器。
要注意针对不同的系统,选用合适的滤波器。
滤波器类型取决于系统额定电压和额定电流大小,以及是单相电源还是三相电源。
一个输入线滤波器就可用于多轴控制的应用。
输入电源滤波器的使用必须遵循以下原则:•主电源滤波器的输入和输出导线应保持隔离。
•滤波器必须和驱动器固定在同一背板上。
•滤波器必须尽量靠近驱动器,以避免噪声通过容性耦合方式进入其他信号传输线和电缆。
•当将滤波器安装到背板上时,请去除背板上的任何油漆或涂层。
如果可能的话,请使用无油漆的金属背板。
•滤波器提供有接地端子。
所有接地端都需要连接到大地。
•滤波器会产生很高的漏电流。
在接通电源之前,滤波器必须接地!断电后0-10秒内,请要触滤波器。
3.3.5 电机线缆滤波电机线有必要使用铁氧体磁芯滤波。
这种额外的滤波器可增强系统的可靠性。
恶劣的非金属外壳表面,过长的、屏蔽层未接地(或没有屏蔽层)因而带有线-线(差模)噪声的电机线等等因素的存在,使得对电机导线进行滤波非常有必要。
电机导线上的噪声有可能是共模的,也有可能是差模的。
共模型传导干扰发生在每根电机导线和地(线对地)之间。
差模型辐射干扰存在于两根电机导线之间(线对线)。
电机线滤波可降低进入周围线路和邻近的设备 I/O 口的噪声电流。
3.3.6 I/O 信号线缆滤波可能需要进行I/O 滤波(取决于系统安装、实际应用和外围设备情况)。
为避免不需要的信号进入或干扰驱动器系统或其它辅助设备,可在 I/O 线上放置铁氧体磁芯。
3.3.7 EMI抑制附加建议强电线路和控制电缆应分开走线。
建议两者间距应至少在200mm 以上,并采取提高抗干扰度的措施。
如果输入电源和电机导线需要交叉布线,确保它们以90°交叉。
反馈线缆一般不要中继延长,因为这可能导致屏蔽层断开,并可能引入干扰影响信号的传输。
正确拼接电缆。
如您需要分线,使用内置金属屏蔽壳的连接器。
确保金属屏蔽壳围绕导线一周(即 360°)连接到导线的屏蔽层。
电缆的各部分都应很好的屏蔽。
不可通过端子排来分线。
对于模拟差分信号输入,使用带屏蔽层的双绞线,屏蔽层两端均应接地。
PWM型伺服驱动器EMI问题分析1. EMI问题的产生在任何系统中,形成电磁干扰必须具备三个基本条件,即干扰源、接受单元、有耦合通道。
其中有耦合通道指把能量动干扰源耦合的敏感接收器上,并使系统性能明显恶化的媒介。
在PWM系统中,电磁干扰的来源主要有以下几个方面。
1) 交流电网的负载突变交流电网负载突变时(如电动机启动、制动,各种用电器的通断等),在负载突变处产生瞬变电压波,其振幅可高于电源电压,而且前沿陡峭,频带很宽,相当于周期为毫秒至纳秒的高频振荡电压。
它经由直流稳压电源进入控制子线路,再经过寄生电容进入大地,构成闭合回路。
2) 强电干扰系统内部的强电元件,如电磁铁、继电器、接触器、电动机等感性负载,在通过过程中产生瞬时过电压和冲击电流。
这是高频振荡电压,它不仅影响驱动电路,而且会通过电源进入电子线路造成干扰,还可能经过布线电容、电磁感应干扰其他信号线路。
3) GTR切换PWM功率转换电路中GTR在开关切换过程中,大脉冲电流引起磁的或电磁的干扰幅值大而且变化快速,电流回路与地构成环路产生的磁场耦合形成最严重的干扰。
这种干扰最难消除、最复杂。
4) 辐射干扰直流伺服电机在PWM控制下,电枢绕组中的电流改变方向,形成磁场的急剧变化,其电刷的换向火花也全产生高频辐射,通过导线窜入电子控制线路,通过电机辐射干扰测速发电机。
另外还有一些功能性的干扰源,例如微处理机的时钟,三角波发生器,多谐波振荡器,PWM功率转换电路以及其他周期性信号发生器。
任何具有固定频率的设备都是一种潜在的连续波干扰源。
2. 干扰传递方式干扰信号可多种途径从扰源耦合到敏感单元上。
这些途径包括公共导线(例如:公共电源、公用连线等),设备间电容,相邻导线的互感,通过空间辐射以及交变电磁场中的导线。
传递方式式可归结为:传导耦合、公共阻抗耦合以及辐射电磁场耦合。
1) 传导耦合传导耦合就是通过导体来传播不希望有的电磁能量。
它们通过电源线、信号输入输出线路和控制线路等来传播干扰。
导线或导体是传递干扰的重要途径。
2) 公共阻抗耦合在PWM系统中,指令信号与反馈信号比较,再经电压、电流放大后控制直流伺服电动机,那么在信号号传递中总需要一个公共基准点——电位参考点,这就形成了公共阻抗,流进公共阻抗的电流便将干扰耦合到其它电路中去。
不良的接地方式是引起公共阻抗耦合的主要原因。
3) 辐射耦合所有的元器件或导线,当有电荷运行时都会辐射电磁场,电磁场又可分为近场和远场。
远场的耦合方式以碰辐射形式为主;近场耦台又分为电容性耦合和电感性耦合。
所谓电容性耦合.是指系统内部元器件和元器件之间、导线和导线之间、导线和元器件之间及导线、元器件和结构件之间,由于存在着分布电容,如果高电位的导体中有干扰电压,通过分布电容使低电位导体受到影响,也就是说,通过导线间的分布电容使某一电路对另一电路形成交链。
电感性耦合是指导体中电流流动时产生的磁通,通过互感被相邻导线或电路耦合而产生感应电压。
电感耦合的主要途径是通过变压器耦台和并行导线间的耦合,而并行导线间的耦台是最为严重的。
3. 消除干扰的方法正如上面所述,在任何系统中,形成电磁干扰必须具备三个基本条件,即干扰源、接受单元、有耦合通道。
在系统设计、制造、安装和调试过程中,只要消除了其中一个因素,干扰就被克服了。
例如抑制干扰的产生,切断传递干扰的通道,提高敏感接受单元的抗干扰能力,都可以克服电磁兼容性问题。
PWM系统电磁兼容问题抑制方法主要有以下几种。
1) 在干扰源处抑制干扰。
2) 采取良好的接地方式。
3) 加强屏蔽和隔离以阻断干扰串入通道。
4) 用滤波器阻挡及电容旁路,以消除干扰的传播。
5) 提高控制线路的抗干扰能力,降低系统对干扰的灵敏度。
6) 采取合理的元器件布局和布线。
PWM系统的功率损耗,除与功率转换电路GTR的饱和压降、集电报反向漏电流有关外,还直接与GTR的导通和关断有关。
随着开关频率的提高。
GTR的开关损耗也将越来越大。
为了提高PWM功率转换电路的效率应尽可能减小GTR的导通时间和关断时间。
但随着开关频率和开关速度的提高,由此而带来的干扰也将随之增加。
功率转换电路GTR的开通速率高,基极驱动电路提供的正向电流大,则施加到续流二极管上的反向电压上升率也大,尖峰电流幅度和也大。
因此,适当减缓CTR的开通速率(相应的开通损耗将增加,因而需要综合考虑)并限制集电极电流幅度或选用反向恢复时间短、复合电荷少的开关续流二极管,亦即造成GTR开通速度相对于续流二极管反向恢复时间缓慢,使能有效地减小尖峰电流。
另外抑制共态导通现象也能消除电磁兼容问题。
跨接在电源两端的两只GTR出现瞬间同时导通而造成功率转换电路的电源对地直通短路的现象,称为共态导通。
共态导通的现象一般出现在T型,H型PWM功率转换电路中。
由于共态导通,回路出现很大的短路电流.它不但会加大GTR的工作电流·增加瞬间功耗。
使GTR 很容易进入二次击穿区域,还会使系统产生干扰。
在H型功率转换电路中,有两组GTR周期地交替工作在开关状态。
如果同侧对管由于存储效应,使得导通的管子尚未截止时原来截止的管子就进入导通状态时,就会出现共态导通现象。
另一方面,当设计基极驱动电路中疏忽或工艺不当,有时幅度高于触发电平的瞬时干扰脉冲作用到基极驱动信号上.使要求截止的管子瞬时误触发导通,从而形成共态导通。
这时在电源线上的干扰脉冲幅度是相当高的。
无论从干扰角度,还是从可靠性和效率角度来分析,都必须防止共态导通的出现。
对于由GTR存储时间所引起的共态导通,采取开启延迟等方法排除;对于基极驱动干扰脉冲引起的共态导通,则必须设计共态脉冲互锁逻辑电路,以提高基极驱动电路的抗干扰能力。
另外正确地布置系统元器件及导线、是解决PWM系统电磁兼容性问题的有效途径。
它不仅可以减小各种寄生耦合,而且可使结构简化、调试方便、成本降低。
正确地布置元器件及导线,还必须考虑散热,防振等因素。
4. 总结至此,通过查阅电控系统设计和伺服产品手册等资料,本文分析了PWM型伺服驱动器引起EMI问题的原因和特点,还指出了各种措施来改善PWM型伺服系统的电磁兼容性能,文中列出了常见的电磁兼容抑制措施并进行了分析。