步进电机及驱动器干扰问题解决措施 点击：3657 | 回复：24
发表于：2006-03-16 09:50:00
楼主
感谢xiaolifeidao提供。
以德国百格拉三相混合式步进电机VRDM3913及其配套驱动器WD3-007为例。
由于驱动器输出电流3A，电压325V，再加上其外壳未采用铝、钛、镁合金外壳进行磁屏蔽，因此对高灵敏的接收机系统造成干扰，使其无法工作，并且污染电源，造成控制系统的单片机和上位机无法进行通讯，严重者造成单片机死机，给正常使用造成了困难，因此干扰问题必须加以解决。
建议在系统中采取如下措施：
A．加装电源滤波器，减少对交流电源的污染。
B．“一点接地”原则。将电源滤波器的地、驱动器PE（地）（驱动器与机箱底板绝缘）、控制脉冲PULSE-和方向脉冲DIR-短接后的引出线、电机接地线、驱动器与电机之间电缆防护套、驱动器屏蔽线均接到机箱壁上的接地柱上，并要求接触良好。
C．尽量加大控制线与电源线（L、N）、电机驱动线（U、V、W）之间的距离， 避免交叉.比如我们在处理双轴驱动系统中两个处在同一机箱的驱动器安装位置时,一个驱动器铭牌朝前，另一个则朝后，并在结构布置上使这些引线尽量短。
D．使用屏蔽线减轻外界对自己的干扰，或自己（电源线）对外界的干扰。
以德国百格拉三相混合式步进电机VRDM3913及其配套驱动器WD3-007为例。
由于驱动器输出电流3A，电压325V，再加上其外壳未采用铝、钛、镁合金外壳进行磁屏蔽，因此对高灵敏的接收机系统造成干扰，使其无法工作，并且污染电源，造成控制系统的单片机和上位机无法进行通讯，严重者造成单片机死机，给正常使用造成了困难，因此干扰问题必须加以解决。
建议在系统中采取如下措施：
A．加装电源滤波器，减少对交流电源的污染。
B．“一点接地”原则。将电源滤波器的地、驱动器PE（地）（驱动器与机箱底板绝缘）、控制脉冲PULSE-和方向脉冲DIR-短接后的引出线、电机接地线、驱动器与电机之间电缆防护套、驱动器屏蔽线均接到机箱壁上的接地柱上，并要求接触良好。
C．尽量加大控制线与电源线（L、N）、电机驱动线（U、V、W）之间的距离， 避免交叉.比如我们在处理双轴驱动系统中两个处在同一机箱的驱动器安装位置时,一个驱动器铭牌朝前，另一个则朝后，并在结构布置上使这些引线尽量短。
D．使用屏蔽线减轻外界对自己的干扰，或自己（电源线）对外界的干扰。
发表于：2006-03-23 23:47:00
4楼
"脉冲接收口内部的限流电阻只有150欧姆，比较容易被干扰（大多数驱动器都是300欧姆左右，至少是220欧姆）。"
驱动器的抗干扰能力与该电阻并没有直接关系,如果刻意去追究,真有一点点,如下:
对于相同驱动电平(比如5V),电阻小则电流大,说明光藕二次侧上拉电阻的取值比较小,这个时候才需要更大的电流通过光藕,也就是说,需要较大电流的干扰信号才能引起该光藕动作,显然,限流电阻阻值小抗干扰效果相对要好.
对于干扰,无非是两种:电场干扰和磁场干扰.
电场干扰会在敏感电路(接受电路)中产生较高的电压,但能量较小,电流不大,例如220VAC线上由于电机起停,开关接触器等引发的高频高压脉冲(EFT),对于这类信号,可将靠近信号线部分的高压电线分开走或者改用屏蔽线,双端接地,同时在驱动器的PULSE/DIR输入端并上一个RC串联电路来消除;一般取值为几十欧姆/几百皮法;
磁场干扰会在敏感电路中产生交大电流,这种干扰电压不高,但产生的感应电流比较大(可到mA级),例如步进电机引线附近(其波形类似SURGE),此时的对策是先将A+A-,B+B-引线双绞起来,尽可能的减少其回路面积(其干扰能量与电流的平方成正比,与面积成正比).同时将信号线远离电机线,必要时在驱动器的PULSE/DIR输入端并上一个200-1K的电阻,如果采用屏蔽的话,注意要单端接地(此种干扰采用屏蔽效果不明显).
驱动器的抗干扰能力与该电阻并没有直接关系,如果刻意去追究,真有一点点,如下:
对于相同驱动电平(比如5V),电阻小则电流大,说明光藕二次侧上拉电阻的取值比较小,这个时候才需要更大的电流通过光藕,也就是说,需要较大电流的干扰信号才能引起该光藕动作,显然,限流电阻阻值小抗干扰效果相对要好.
对于干扰,无非是两种:电场干扰和磁场干扰.
电场干扰会在敏感电路(接受电路)中产生较高的电压,但能量较小,电流不大,例如220VAC线上由于电机起停,开关接触器等引发的高频高压脉冲(EFT),对于这类信号,可将靠近信号线部分的高压电线分开走或者改用屏蔽线,双端接地,同时在驱动器的PULSE/DIR输入端并上一个RC串联电路来消除;一般取值为几十欧姆/几百皮法;
磁场干扰会在敏感电路中产生交大电流,这种干扰电压不高,但产生的感应电流比较大(可到mA级),例如步进电机引线附近(其波形类似SURGE),此时的对策是先将A+A-,B+B-引线双绞起来,尽可能的减少其回路面积(其干扰能量与电流的平方成正比,与面积成正比).同时将信号线远离电机线,必要时在驱动器的PULSE/DIR输入端并上一个200-1K的电阻,如果采用屏蔽的话,注意要单端接地(此种干扰采用屏蔽效果不明显).
发表于：2006-03-24 21:26:00
5楼
对于相同驱动电平(比如5V),电阻小则电流大,说明光藕二次侧上拉电阻的取值比较小,这个时候才需要更大的电流通过光藕,也就是说,需要较大电流的干扰信号才能引起该光藕动作,显然,限流电阻阻值小抗干扰效果相对要好.
对于这一点，个人不认同，限流电阻小，并不意味着另一侧的上拉电阻就一定比较小，真的需要大电流，只能说明产生同样的电流所需要的电压比较小，而且，响应会比较快。所以，个人认为，限流电阻并不会带来更好的抗干扰能力。
我没有看过百格拉内部光藕后面的电阻是否也比较小，但是，百格拉只要3V的电压就可以可靠的传输脉冲这一点我还是比较有把握的，（再低没试过）
对于这一点，个人不认同，限流电阻小，并不意味着另一侧的上拉电阻就一定比较小，真的需要大电流，只能说明产生同样的电流所需要的电压比较小，而且，响应会比较快。所以，个人认为，限流电阻并不会带来更好的抗干扰能力。
我没有看过百格拉内部光藕后面的电阻是否也比较小，但是，百格拉只要3V的电压就可以可靠的传输脉冲这一点我还是比较有把握的，（再低没试过）
发表于：2006-06-29 14:45:00
8楼
我们的飞锯系统在现场运行几个月后，突然接到用户电话说精度切口都很差。
赶到现场，发现生产状况很不稳定，产品时好时坏（切长越长，精度越差）差的时候更多。
用户供电时零地共用，这次来测量发现零线上有感应电压，而上次没有。
1 .在电缆沟中打下了3米多深的地桩，将地线引自柜内接地铜排，使零地分开
2 .将主编码器电缆从电缆沟中拉出单独走线，并将普通屏蔽线改为双绞屏蔽线
3 .怀疑地桩效果不够好，测量零地之间只有5K阻值，重新在车间外打了5米深的地桩，这次测量零地之间基本绝缘。
每做一个步骤都测试一下效果，实际情况状态还是无法稳定。
压力非常巨大，用户限定了时间，如果搞不好就要将设备拉回去；而车间另一边，新进的另一家公司的飞锯已能正常生产；现场就我一人，什么都得担着，心里好乱。
晚上九点多，.将伺服驱动器移至离主编码器1 .5米处，哈哈，奇迹出现了，精度、切口都不错。
虽然解决了，但感觉还是比较侥幸，还是想请大家会诊一下：柜内驱动器都有进线电抗器，PLC前有隔离变压器，动力线都采用屏蔽线。这种干扰来源于何处？通过什么传导方式？有没有其它的解决办法？我这种方法比较笨哦
赶到现场，发现生产状况很不稳定，产品时好时坏（切长越长，精度越差）差的时候更多。
用户供电时零地共用，这次来测量发现零线上有感应电压，而上次没有。
1 .在电缆沟中打下了3米多深的地桩，将地线引自柜内接地铜排，使零地分开
2 .将主编码器电缆从电缆沟中拉出单独走线，并将普通屏蔽线改为双绞屏蔽线
3 .怀疑地桩效果不够好，测量零地之间只有5K阻值，重新在车间外打了5米深的地桩，这次测量零地之间基本绝缘。
每做一个步骤都测试一下效果，实际情况状态还是无法稳定。
压力非常巨大，用户限定了时间，如果搞不好就要将设备拉回去；而车间另一边，新进的另一家公司的飞锯已能正常生产；现场就我一人，什么都得担着，心里好乱。
晚上九点多，.将伺服驱动器移至离主编码器1 .5米处，哈哈，奇迹出现了，精度、切口都不错。
虽然解决了，但感觉还是比较侥幸，还是想请大家会诊一下：柜内驱动器都有进线电抗器，PLC前有隔离变压器，动力线都采用屏蔽线。这种干扰来源于何处？通过什么传导方式？有没有其它的解决办法？我这种方法比较笨哦
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