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伺服電機干擾如何解決(LHL) |
2024年11月22日 |
電磁干擾應對措施 繞組設計優化:在伺服電機設計階段,優化繞組的結構和參數,以減少磁場變化產生的感應電動勢。例如,采用分布式繞組代替集中式繞組,可以使磁場分布更加均勻,降低磁場變化率,從而減少感應干擾。同時,合理選擇繞組的匝數和線徑,也可以在一定程度上控制磁場的強度和變化,減少內部電磁干擾。 電刷改進(針對有刷電機):對于有刷伺服電機,使用高性能的電刷材料和改進電刷與換向器的接觸方式,可以減少電刷產生的火花。例如,采用含銀石墨電刷,其導電性和耐磨性更好,可以降低電刷與換向器之間的接觸電阻,減少火花產生的幾率和強度,從而降低由此產生的電磁干擾。
電源濾波器:在伺服電機的電源輸入端安裝電源濾波器,以濾除電網中的電磁干擾。電源濾波器能夠衰減電源線上的高頻噪聲和浪涌電壓。例如,對于雷擊產生的浪涌,濾波器中的壓敏電阻可以在浪涌電壓達到一定值時迅速導通,將浪涌能量泄放掉,保護電機系統。對于電網中的高頻諧波,濾波器中的電感和電容組成的濾波電路可以對特定頻率的諧波進行衰減,使電機得到相對純凈的電源。 信號線濾波器:在伺服電機的控制信號線和反饋信號線兩端安裝信號濾波器,如低通濾波器或共模濾波器。低通濾波器可以濾除信號線上的高頻干擾信號,只允許低頻的有效控制信號和反饋信號通過。共模濾波器則主要用于抑制共模干擾,即兩根信號線相對于地的干擾信號。在信號傳輸過程中,共模干擾可能會轉化為差模干擾,影響信號質量,共模濾波器可以有效地減少這種干擾。
使用金屬屏蔽罩:對于外部電磁源(如變頻器、高頻焊接設備等)和伺服電機及其驅動器,可使用金屬屏蔽罩進行電磁隔離。金屬屏蔽罩能夠有效地反射和吸收外部的電磁輻射,減少干擾。例如,將伺服電機驅動器放置在金屬控制柜中,控制柜的外殼要良好接地,這樣可以將大部分外部電磁干擾阻擋在控制柜外。對于電機本身,可以使用金屬屏蔽套包裹電機,特別是對于電機的控制線路和反饋線路部分,屏蔽套能夠防止電磁干擾的侵入。 電磁屏蔽材料的選擇:根據干擾的頻率范圍選擇合適的屏蔽材料。對于高頻干擾,如變頻器產生的高頻諧波,可使用銅或鋁等導電性好的材料作為屏蔽層,因為高頻電磁波在這些金屬表面會產生反射,從而降低其穿透能力。對于低頻磁場干擾,如大型電機產生的磁場干擾,可以使用鐵磁性材料(如鐵鎳合金)來進行屏蔽,這些材料能夠引導磁力線,減少磁場對伺服電機的影響。
屏蔽電磁源和電機系統 濾波處理 優化電機內部設計(針對內部電磁干擾)
信號傳輸干擾解決方法 單點接地系統設計:為伺服電機及其控制系統設計單點接地系統,避免形成地環路。選擇一個合適的接地點,如控制柜的接地母線,將電機、驅動器、傳感器等設備的接地端都連接到這個接地點上。這樣可以保證系統的地電位穩定,減少地環路干擾。例如,在自動化設備的控制柜中,設置一個專門的接地銅排,將伺服電機驅動器的接地端子、電機的接地螺栓等都連接到這個銅排上,銅排通過接地電纜與接地樁相連。 接地電阻控制:確保接地系統的接地電阻足夠小,一般要求接地電阻不超過 4Ω。可以通過增加接地樁的數量、使用降阻劑等方式來降低接地電阻。例如,在土壤電阻率較高的地區,可以采用多根接地樁并聯的方式來降低接地電阻,保證接地系統的有效性。
分開敷設動力線和信號線:在安裝伺服電機系統時,將動力線和信號線分開敷設,兩者之間保持一定的距離(一般建議至少 30cm 以上)。如果無法保證足夠的距離,可以采用垂直交叉的方式布線,這樣可以減少動力線磁場對信號線的耦合干擾。例如,將動力線布置在設備的底部線槽,信號線布置在設備的側面線槽。 采用屏蔽電纜:使用屏蔽電纜作為伺服電機的控制信號線和反饋信號線。屏蔽電纜的外層金屬屏蔽層能夠有效地防止外部電磁干擾的侵入。在布線時,要確保屏蔽電纜的屏蔽層正確接地,一般采用單點接地方式,避免形成地環路。例如,將屏蔽電纜的一端屏蔽層連接到驅動器的接地端,另一端懸空或者通過一個小電容接地,這樣可以有效地將干擾信號引入大地。
機械振動和噪聲干擾解決方案 設備布局優化:在設備布局時,盡量將伺服電機安裝在遠離振動源和噪聲源的位置。例如,在工廠車間中,避免將伺服電機安裝在沖床、大型壓縮機等振動和噪聲較大的設備旁邊。如果無法避免,可以在電機和振動源之間設置隔振屏障,如采用隔音板、隔振溝等方式來減少振動和噪聲的傳遞。 使用隔音罩和隔振罩:為伺服電機安裝隔音罩和隔振罩。隔音罩可以有效地阻擋外部噪聲的傳入,隔振罩則可以減少外部振動對電機的影響。例如,在一些對噪聲敏感的實驗室環境中,為伺服電機安裝雙層結構的隔音罩,內層采用吸音材料,外層采用隔音材料,能夠顯著降低電機運行過程中的噪聲干擾。
安裝減震墊或減震器:在伺服電機的安裝底座與設備之間安裝減震墊或減震器。減震墊一般采用橡膠等彈性材料制成,能夠有效地吸收電機產生的振動。減震器則是通過彈簧 - 阻尼系統來減少振動的傳遞。例如,在高精度的加工設備中,伺服電機安裝在專門的減震器上,當電機振動時,減震器的彈簧會發生彈性變形,阻尼裝置會消耗振動能量,從而減少振動對設備和電機自身的影響。 電機自身平衡調整:對于高速運轉的伺服電機,要確保電機轉子的平衡。如果轉子不平衡,在運轉過程中會產生較大的離心力,導致電機振動。通過動平衡實驗,對電機轉子進行平衡調整,減少不平衡質量產生的振動。例如,在電機生產過程中,使用動平衡機對電機轉子進行檢測和調整,使轉子的不平衡量控制在允許的范圍內。

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