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2022

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Tech_Note:伺服驱动系统抗干扰措施


伺服驱动器的控制指令被干扰或伺服驱动器对其他设备造成干扰是自动化设备调试中常见问题,采用以下措施可有效避免信号干扰,提供控制系统可靠性。

一、选择合适的控制指令类型

上位控制系统发给伺服驱动器的定位指令通常分为两种类型:通讯指令、脉冲指令。脉冲指令按输出方式,又分为三种类型:差分、单端NPN和单端PNP。分别简述如下:

1.通讯指令

具有最佳的抗干扰能力,建议伺服驱动器优先采用通讯指令控制。常用的通讯接口有RS232 ASCII串口、CANopen、EtherCAT、ProfiNet等。

①高创CDHD系列伺服驱动器支持RS232 ASCII串口、CANopen、EtherCAT三种通讯接口。

② ABB的MicroFlex e180/e190系列伺服驱动器支持ProfiNet通讯接口。

以上两种伺服驱动器都可与金士力科技的KECM或KSS系列伺服电机匹配使用。

2.差分输出的脉冲信号

差分信号也具有较强的抗干扰能力。大多数运动控制卡都能提供差分输出的脉冲信号。

3.单端NPN脉冲信号

大多数品牌PLC(如台达、松下、三菱等)的脉冲方向信号都是单端NPN输出,为了提高抗干扰能力,建议在脉冲口与24V电源正端并联上拉电阻。下图为采用高创CDHD系列伺服驱动器时,单端脉冲信号并联上拉电阻的接线图。

4.单端的NPN脉冲方向信号

一些品牌PLC(如西门子)的脉冲方向信号是单端PNP输出。单端PNP输出的脉冲方向信号易受干扰,不推荐采用。

上位控制单元如果采用西门子PLC,不建议采用单端PNP输出的脉冲方向控制信号,建议采用ProfiNet通讯指令,ABB的MicroFlex e180/e190系列伺服驱动器支持ProfiNet通讯接口。

二、单端的刹车供电电源

伺服电机刹车的工作电源采用单独的24V电源供电。可有效防止电机刹车对指令信号的干扰。

伺服驱动器的I/O接口电路单独使用一个电源,伺服刹车、电磁阀、继电器等使用另外一个电源。典型接线图如下:

三、避免伺服驱动器对周边设备干扰

伺服驱动器输出的不是标准的正弦波,一般是SPWM波,是介于正弦波和方波之间的一种波形,这导致伺服驱动器容易干扰一些敏感(数据采集)设备。以下措施可有效避免伺服驱动器对周边设备的型号干扰。

1.伺服驱动器主电源进线处加隔离变压器。

2.在驱动器与电机的动力线缆上加装输出电抗器,电抗器电流(功率)≥1.5*伺服电机额定电流(功率)。

3.在伺服电机动力电缆上加锰锌铁氧体磁环。

4.伺服驱动器PE端可靠接地。

 

伺服驱动系统,抗干扰