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伺服電機出現(xiàn)干擾現(xiàn)象的原因(LHL) |
2024年11月22日 |
伺服電機出現(xiàn)干擾現(xiàn)象主要有以下幾個原因:
一、電磁干擾方面
外部電磁源干擾 附近設備的電磁輻射:在工業(yè)環(huán)境中,伺服電機常常與其他設備一起工作,如變頻器、高頻焊接設備、大型電機等。這些設備在運行過程中會產(chǎn)生強大的電磁輻射。例如,變頻器通過改變電源頻率來控制電機速度,其工作過程中會產(chǎn)生高頻諧波。當這些諧波以電磁輻射的形式傳播到伺服電機及其控制系統(tǒng)時,就會干擾伺服電機的正常信號。高頻焊接設備工作時產(chǎn)生的高頻電磁場強度更大,其頻率范圍可能從幾 kHz 到幾百 kHz,很容易干擾伺服電機的控制信號和反饋信號。 電網(wǎng)中的電磁干擾:電網(wǎng)中存在各種干擾,如雷擊引起的浪涌、開關操作產(chǎn)生的瞬態(tài)脈沖等。雷擊產(chǎn)生的浪涌電壓可能高達數(shù)千伏,這些高能量的浪涌脈沖會沿著電源線進入伺服電機系統(tǒng)。開關操作(如大型電機的啟動和停止)產(chǎn)生的瞬態(tài)脈沖雖然能量相對較低,但頻率較高,也會對伺服電機的電源線路造成干擾,影響電機的正常運行。
電機內(nèi)部電磁干擾 電機繞組磁場變化:伺服電機在運行過程中,繞組中的電流會產(chǎn)生磁場。當電機加速、減速或負載變化時,繞組電流發(fā)生變化,磁場也隨之改變。這種磁場的變化會在電機內(nèi)部產(chǎn)生感應電動勢,根據(jù)電磁感應定律(其中為感應電動勢,為線圈匝數(shù),為磁通量的變化率),感應電動勢可能會對電機內(nèi)部的控制線路和反饋線路產(chǎn)生干擾。特別是在高速運轉(zhuǎn)或頻繁啟停的情況下,磁場變化劇烈,干擾更為明顯。 電刷(如果是有刷電機)產(chǎn)生的干擾:有刷伺服電機在電刷和換向器之間會產(chǎn)生火花。火花產(chǎn)生的瞬間,會釋放出高頻電磁波,這些電磁波會干擾電機周圍的電子設備和電機自身的控制電路。例如,在一些對電磁干擾敏感的自動化設備中,有刷伺服電機產(chǎn)生的電刷火花干擾可能會導致設備的控制精度下降。
二、信號傳輸干擾
信號線布線問題 布線不合理:如果伺服電機的控制信號線和動力線沒有分開敷設,動力線中的大電流產(chǎn)生的磁場會對信號線造成干擾。例如,當動力線中的交流電流通過時,會在周圍產(chǎn)生交變磁場,根據(jù)電磁感應原理,靠近的信號線會感應出干擾電壓。另外,信號線如果與電源線平行敷設且距離過近,電源線中的高頻諧波也會耦合到信號線中,干擾信號傳輸。 線路破損或老化:信號線的絕緣層破損或者老化會導致信號泄漏和外部干擾的侵入。例如,信號線長期使用后,其絕緣層可能會出現(xiàn)龜裂,外界的電磁干擾就會通過這些裂縫進入信號線,影響信號的完整性。同時,破損的信號線也可能會導致信號短路或者接地故障,使電機接收到錯誤的信號。
信號接地問題 接地不良:伺服電機及其控制系統(tǒng)需要良好的接地來保證信號的穩(wěn)定性。如果接地電阻過大或者接地線路松動,會導致信號地電位不穩(wěn)定。例如,當電機的驅(qū)動器和電機本體的接地不良時,外部干擾信號就更容易進入系統(tǒng),并且系統(tǒng)內(nèi)部產(chǎn)生的干擾也無法有效地通過接地釋放。在一些復雜的工業(yè)環(huán)境中,由于接地系統(tǒng)混亂或者接地樁腐蝕等原因,很容易出現(xiàn)接地不良的情況。 多點接地導致的地環(huán)路干擾:如果系統(tǒng)存在多個接地點,可能會形成地環(huán)路。地環(huán)路就像一個天線,會接收周圍的電磁干擾,并將干擾電流引入系統(tǒng)。例如,伺服電機的驅(qū)動器在控制柜中有一個接地點,電機本身在設備底座又有一個接地點,當兩個接地點之間存在電位差時,就會形成地環(huán)路,干擾信號通過地環(huán)路在系統(tǒng)中傳播,影響電機的正常運行。
三、機械振動和噪聲干擾
電機自身振動干擾:伺服電機在運行過程中會產(chǎn)生振動,特別是在高速運轉(zhuǎn)或負載不均勻的情況下。這種振動可能會導致電機內(nèi)部的連接部件松動,如電路板上的元件引腳松動、接線端子松動等。一旦連接部件松動,信號傳輸就會受到影響,產(chǎn)生干擾信號。例如,電機內(nèi)部的編碼器連接線路松動,會使編碼器的反饋信號出現(xiàn)波動,干擾電機的控制精度。 外部機械振動和噪聲干擾:如果伺服電機安裝在振動較大的設備上,或者周圍環(huán)境噪聲較大,也會對電機產(chǎn)生干擾。例如,在一些沖壓設備旁邊安裝的伺服電機,沖壓過程中產(chǎn)生的強烈振動可能會通過設備的安裝底座傳遞到電機上,使電機內(nèi)部的傳感器(如加速度傳感器、位移傳感器等)產(chǎn)生錯誤的信號,進而干擾電機的正常運行。同時,周圍環(huán)境中的高強度噪聲可能會掩蓋電機運行過程中的一些異常聲音,使維護人員難以及時發(fā)現(xiàn)電機的故障隱患。

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