本白皮书将深入研究的步骤和技术所必需的缓解电噪音在伺服系统中,确保高精度应用程序的最佳性能和可靠性。gydF4y2Ba
优化伺服系统性能:一个全面的指南,消除电噪音和提高噪声免疫力gydF4y2Ba
沃伦Osak |gydF4y2BaServo2GogydF4y2Ba
电噪音、电磁干扰(EMI),是一个重大关切与伺服系统工程师和设计师的工作。EMI可以在各种形式体现,如辐射或进行噪声,并能导致性能下降,信号干扰,减少了系统的准确性。在伺服系统中,噪声可以腐败等关键信号的位置和速度反馈,影响整体稳定和控制。作为一名工程师的专业知识领域,关键是理解伺服系统中噪声的来源和采用有效的策略来最小化或消除其影响。gydF4y2Ba
本白皮书将深入研究的步骤和技术所必需的缓解电噪音在伺服系统中,确保高精度应用程序的最佳性能和可靠性。gydF4y2Ba
让我们一起经历的步骤:gydF4y2Ba
1。适当的接地:确保您的伺服系统是正确接地。使用单点接地技术来最小化地面循环和连接所有的理由一个公共点。gydF4y2Ba
单点接地:连接所有理由一个公共点,减少地面循环和潜在的差异。gydF4y2Ba
b。明星接地:附加个人地面电线从组件到一个中央地面点,降低噪音水平。gydF4y2Ba
c。接地最佳实践:利用厚,低阻抗的电线,使钢丝长度短,并保持干净,安全连接。gydF4y2Ba
2。屏蔽:用电力和信号屏蔽电缆连接,以减少电磁干扰。一端连接盾牌只,通常控制器端,避免接地回路。gydF4y2Ba
。电缆屏蔽类型:选择适当的防护类型,如铝箔或编织屏蔽、基于特定应用程序和干扰水平。gydF4y2Ba
b。适当的接地保护:地面盾牌一端,通常控制器端,避免地面循环和最大限度地减少噪音。gydF4y2Ba
c。盾连续性:确保连续屏蔽覆盖整个电缆长度,包括电缆接头,连接器,连接盒,为最佳的噪声抑制。gydF4y2Ba
3所示。电缆路由:单独的电源和信号电缆减少串扰。如果他们必须交叉,这样做在一个90度的角。避免运行电缆相互平行或近距离。gydF4y2Ba
物理分离:保持动力和信号电缆之间的最小距离,路由在单独的管道或电缆槽。gydF4y2Ba
b。在直角交叉:如果电源和信号电缆必须交叉,这样做在一个90度角电缆之间的耦合干扰降到最低。gydF4y2Ba
c。避免并行运行:避免并行运行功率和信号电缆或近距离长,因为这样会加重串扰和噪声耦合。gydF4y2Ba
4所示。电缆选择:使用双绞线电缆,可以显著降低噪声通过取消电磁干扰。gydF4y2Ba
扭转效应:双绞线电缆噪声降低均衡每个导体的接触外部干扰,导致噪声抵消时,微分信号的总和。gydF4y2Ba
b。选择合适的电缆类型:选择电缆类型,如屏蔽双绞线(STP)或非屏蔽双绞线(UTP),基于应用程序的易受干扰和所需的水平的噪声免疫力。gydF4y2Ba
c。匹配阻抗:确保电缆阻抗匹配的阻抗连接设备最小化信号反射和维护信号的完整性。gydF4y2Ba
5。噪音过滤:采用噪声滤波技术,如铁氧体磁珠或堵塞,抑制高频噪声功率和信号线路。gydF4y2Ba
铁氧体磁珠:电缆上安装铁氧体磁珠吸收高频噪声和转换成热量,有效降低EMI。gydF4y2Ba
b。窒息和电感器:使用模堵塞或电感器来抑制噪声通过增加共模电流的阻抗,同时允许差模电流通过以最小衰减。gydF4y2Ba
c。滤波器电路:实现被动或有源滤波器电路,如低通滤波器,减弱高频噪声,同时允许所需的信号通过。gydF4y2Ba
6。使用适当的电源:使用稳压电源与低噪声输出的伺服系统。确保它有足够的能力来处理负载,可以维持一个稳定的输出电压。gydF4y2Ba
供电能力:确保电源有足够的容量来处理负载和维护所有操作条件下稳定的输出电压。gydF4y2Ba
b。低噪声输出:选择较低的电源输出噪声和波纹规范来减少噪音的引入到伺服系统。gydF4y2Ba
c。电源滤波:雇佣额外的过滤,如电容器银行或电感器,电源输出进一步减少噪音和维护清洁电压rails的伺服系统。gydF4y2Ba
7所示。减小电感负载:保持电感负载,如电动机、变压器、螺线管,远离你的伺服系统及其布线。gydF4y2Ba
物理分离:在电感负载之间保持安全的距离和伺服系统组件或电缆减少电磁场的耦合。gydF4y2Ba
b。屏蔽电感负载:使用屏蔽材料或附件在大电流感应组件包含它们的磁场和减少对附近的伺服系统的影响。gydF4y2Ba
c。最小化切换瞬变:实现缓冲器,回程二极管或其他瞬变抑制技术以减少所产生的电压和电流峰值电感负载切换。gydF4y2Ba
8。使用微分信号:利用微分信号至关重要的信号,如编码器反馈,它提供了更好的噪声免疫力相对于单端信号。gydF4y2Ba
差动传动:传递信号的一对互补的电压,在接收器检测到两个电压之间的差异,拒绝任何共模噪声沿传播路径。gydF4y2Ba
b。平衡阻抗:确保两个导体的阻抗微分对密切匹配,这有助于保持信号完整性和减少噪声敏感性。gydF4y2Ba
c。差动接收器:使用差动接收器设计放大两输入信号之间的电压差而拒绝共模噪声和干扰。gydF4y2Ba
9。检查地面循环:地面循环检查您的系统,可以是一个来源的噪音。使用隔离技术,如光隔离器、破土动工循环,如果必要的。gydF4y2Ba
识别地面循环:用万用表或示波器来测量系统中潜在的各种地面点之间的差异,这可能表明存在地面循环。gydF4y2Ba
b。隔离技术:使用光隔离器、隔离变压器、或其他隔离设备破土动工循环和防止噪音流通系统。gydF4y2Ba
c。适当的电缆接地:确保信号和保护接地是正确完成的,与单点接地技术用来减少地面循环形成的机会。gydF4y2Ba
10。适当的组件选择:选择组件,如伺服驱动器和控制器,内置噪音过滤和免疫功能。如果不可用,安装外部EMI-RFI过滤敏感设备。gydF4y2Ba
噪声免疫力规格:选择组件与健壮的噪声免疫力规范,例如高共模抑制比(CMRR和良好的电磁兼容性(EMC)的性能。gydF4y2Ba
b。综合过滤:选择组件内置过滤功能,如EMI过滤器或低通滤波器,减少噪声对系统性能的影响。gydF4y2Ba
c。符合标准:确保所选组件符合相关行业标准的噪声和干扰,如FCC、CE、或IEC标准,这可以提供一个可接受的噪音性能基线。gydF4y2Ba
11。定期维护:定期检查和维护你的伺服系统。检查松散连接,电缆损坏,磨损会引起噪音的组件。gydF4y2Ba
检查电缆和连接:定期检查电缆损坏,磨损或松动的连接可能导致噪声或信号退化。根据需要更换任何损坏电缆。gydF4y2Ba
b。验证接地完整性:确保接地连接保持清洁,安全,无氧化,可以增加接触电阻,减少噪声抑制效果。gydF4y2Ba
c。监控组件健康:经常评估关键部件的条件,如汽车、编码器和控制器,取代任何磨损或有缺陷的部件保持最佳的系统性能和噪声免疫力。gydF4y2Ba
12。测试和分析:用一个示波器和频谱分析仪来确定噪声的来源和验证你消声措施的有效性。根据需要做出调整,以进一步降低电气噪声。gydF4y2Ba
噪声源识别:分析系统的噪声特性和频谱确定干扰的来源和目标消声努力更有效。gydF4y2Ba
b。评估噪音缓解技术:测试的有效性实施降噪措施,如屏蔽、接地,或过滤,通过比较系统的噪声性能之前和之后的变化。gydF4y2Ba
c。迭代改进:不断完善和优化降噪策略基于测试结果和分析,确保最高水平的噪声免疫力和系统性能。gydF4y2Ba
其他的考虑因素:gydF4y2Ba
尽管上面提到的步骤和技术覆盖最关键的方面消除电噪音在伺服系统中,有一些额外的注意事项和离群值的因素:gydF4y2Ba
1。环境因素:意识到外部噪声来源,如射频干扰(RFI)从附近的设备,无线设备,或大功率电力系统,这可能需要额外的屏蔽或隔离措施。gydF4y2Ba
2。系统级设计:考虑伺服系统的总体架构和布局,包括组件位置、电缆路由,和外壳设计,尽量减少噪声的不同部分之间的耦合系统。gydF4y2Ba
3所示。基于软件的过滤:实现基于软件的过滤技术,如数字滤波、信号处理算法,进一步提高系统的抗干扰度通过消除噪声从获得的数据和控制信号。gydF4y2Ba
4所示。培训和教育:确保工程和技术人员致力于伺服系统训练有素,了解降噪技术,以及最佳实践系统安装、设置和维护。gydF4y2Ba
5。定制的解决方案:认识到,一些应用程序或环境可能需要定制的降噪解决方案,这可能涉及到专门的组件、材料、或技术适合应用程序的具体挑战。gydF4y2Ba
6。保持最新的进步:了解新技术,可能会出现材料或方法,减少电气伺服系统的噪声。结合最新的进步可以帮助改善系统的性能和可靠性。gydF4y2Ba
通过遵循这些指导方针,包括适当的接地、屏蔽、电缆路由、噪声过滤、组件选择,定期维护,工程师可以有效地减少EMI对伺服系统性能的影响和保持最高水平的准确性和稳定性。gydF4y2Ba
关于Electromate公司。gydF4y2Ba
Electromate Inc .的创始人兼总裁的领导下,沃伦Osak,是一个著名的和受人尊敬的工业自动化专业经销商提供先进的运动控制,和机器人和机械电子解决方案。> 35年的经验和深厚的专业技术领域的自动化,Electromate致力于提供指导和分享知识,帮助工程师克服各种挑战和优化伺服系统要求应用程序。gydF4y2Ba
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