伺服驱动器消除干扰的方法研究

王明霞 罗刘敏 郭艳花

摘要：本文是在折弯机自动定位系统改进过程中，针对伺服驱动器干扰问题消除过程中提出来的。对于一个系统来讲，稳定性和可靠性是最基本的条件，而在大型折弯机控制系统中由于需要位移精准定位而采用了伺服电机却带来了极大的干扰问题。为了消除干扰，本文队干扰产生的主要原因以及耦合途径进行了分析，主要采用接地、隔离变压器滤波、磁环消磁、隔離电阻等硬件抗干扰技术，切断系统的干扰路径，从而保证系统的正常调试和运行。

关键词：伺服驱动 ；干扰；隔离；滤波

中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2018）13-0249-01

1 引言

本文在进行漯河折弯机控制系统改进控制方案过程中由于引用伺服电机而产生干扰，在解决干扰的过程中进行了总结。在配置电气柜的过程中，由于没有将电源线和信号线分开，加上伺服电机驱动器在工作时，对系统中敏感元器件（传感器）及其信号调理电路产生严重的电磁干扰。

本文通过试验的方法提出伺服系统的抗干扰方案，旨在提高系统的稳定性和可靠性。近年来，随着各种学科技术的发展，交流伺服控制技术中的伺服驱动器作为控制伺服机的控制器，应用十分广泛。同时由于工作过程中的特性使得干扰成为一个大问题。它通过传导和福射賴合到敏感设备。因此，通过实验的方法总结提出一系列有效的抗干扰措施，提高系统及测试设备的稳定性和可靠性，是必须面临和解决的问题。

2系统干扰产生原因

本文研究的变频驱动系统中干扰源为伺服电机驱动器。驱动器工作时产生较大功率的谐波信号，对系统中的其他设备干扰性较强，其干扰途径主要有传导路稱合、电磁福射、感应稱合三种PW。具体表现为对系统中电子、电气设备产生电磁福射，另外对直接驱动的伺服电机产生电磁噪声，使得其铁耗和铜耗增加，并且干扰会传导到供电电源，通过供电系统对系统中其他设备造成千扰，变频驱动器还会对相邻的线路产生感应賴合，在传输线上感应出干扰电压和电流。

3 硬件干扰消除方法

3.1接地和磁环消磁

磁环消磁主要针对在本设计过程中，由于在设计折弯机精准定位时，电机驱动器的动力线和外部PLC的信号线并没有分开，导致的干扰所提出的解决办法。

针对在折弯机设计过程中的干扰源的种类，采用共模磁环。共模干扰电流作用在信号线路和地线之间，干扰电流在两条信号线上各流过二分之一且同向，并以地线为公共回路。共模磁环的原理主要是共模电感，它实质上是一个双向滤波器：一方面要滤除信号线上共模电磁干扰，另一方面又要抑制本身不向外发出电磁干扰，避免影响同一电磁环境下其他电子设备的正常工作。

图1是我们常见的共模电感的内部电路示意图，在实际电路设计中，还可以采用多级共模电路来更好地滤除电磁干扰。

3.2隔离变压器滤波

隔离变压器而隔离变压器则是由铁芯、铜线、引线等一些绝缘材料绕制而成。它是输入输出相互独立、没有公共线的一种变压器，区别于自耦变压器，隔离变压器广泛用于电子工业或工矿企业、机械设备中一般电路的控制电源、安全照明及指示灯的电源。

本文针对2000n，7.5kw输出的电机所利用的伺服驱动器使用的隔离变压器进行抗干扰处理时，把控制电源中的PLC电源与其他电源（动力电源，开关电源，其他继电器控制电源）隔开，也即是使一次侧与二次侧的电气完全绝缘，也使该回路隔离。另外，利用其铁芯的高频损耗大的特点，从而抑制高频杂波传入控制回路。用隔离变压器使二次对地悬浮，只能用在供电范围较小、线路较短的场合。此时，系统的对地电容电流小得不足以对人身造成伤害。 隔离变压器是一种1：1的变压器。初级单相220V，次级也是单相220V。或初级三相380V，次级也是三相380V。如图2所示。

3.3隔离电阻

隔离小电阻的方法消除干扰并不常见，也并不适用于所有的电路。本文在几种消除干扰的方法上叠加，为了消除伺服对控制器的干扰从而影响屏的输出而提出的一种方法。采取在plc通讯之间加上125欧姆的电阻，同时在屏的通讯线之间加上同样阻值的电阻，如图3所示。

4 总结

本文是在折弯机自动定位系统调试过程中，由于需要改进定位位移加入伺服驱动，为了消除伺服驱动对调试系统带来的干扰，主要采用接地、隔离变压器滤波、磁环消磁、隔离电阻等硬件抗干扰技术，切断系统的干扰路径，从而保证系统的正常调试和运行。

参考文献：

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