步進電機伺服電機的干擾解決辦法

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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

產生干擾以后，

干擾的電流可能把高電平疊加更高，

可能削減更低，也可能讓低電平變成高電平。

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。

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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