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怎么消除增量编码器信号干扰?

文章来源:http://www.kindele.com/  发布时间:2019/04/10    点击数:   你有没有碰到过干扰问题呢?自动化控制中,干扰这个问题经常会有人谈起,各种排除干扰的故事也有各式各样的,有说用双绞屏蔽电缆的,有说如何做好接地的,我听过最夸张的故事是在接地的地桩上撒把盐的,我因为经常在网上宣传绝对值编码器,也有网友碰到增量编码器信号的干扰问题也会找到我。
怎么消除增量编码器信号干扰?
  到最后我只是问他,用的是什么编码器(型号与信号)后,给了他一个建议:扔了吧!换个重新选型的。干扰问题首先就是编码器的选型问题,别只迷信是不是进口的,编码器的选型正确才是第一步的,打铁还要自身硬啊。

  怎么消除增量编码器信号干扰?

  其一,把电机转起来,用示波器检查编码器脉冲波形的高低电平和波形,既要看高电平的幅值,也要看低电平的幅值,应该是“天”和“地”才对。不是“天”“地”,就要看看编码器的信号接口是否做到了阻抗匹配。另外,还要看编码器信号的脉冲沿,脉冲沿要陡峭,否则也是问题。

  其二,用trace录波看装置内部的编码器信号,是否波形有问题。如果噪声(波形的毛刺)严重,那是信号受到了干扰。

  检查这些,需要把变频器的控制方式设置成无编码器反馈的V/F控制或者矢量控制。也就是把编码器反馈功能屏蔽掉。

  其三,屏蔽技术,选择全金属无螺丝封闭外壳屏蔽的编码器

  1.静电屏蔽:静电屏蔽就是用铜或铝等导电性能良好的金属为材料制作成封闭的金属外壳,并与地线连接,把需要屏蔽的编码器电路置于其中,使外部干扰电场的电力场不影响其内部的电路。反过来,编码器内部电路产生的电力线也无法外逸去影响外电路。静电屏蔽不但能够防止静电干扰,也一样能防止交变电场的干扰,所以许多仪器的外壳用导电材料制作并且接地。

  作为金属屏蔽层的外壳,应全包裹屏蔽的,并尽量没有带有尖角部分和不同金属材质的螺丝,金属导体尖角因“尖端效应”而成为一个电场畸变的干扰吸收天线。同样的,不同材质的螺丝因为金属特性的不同,一样会有边界的尖端效应而引入干扰。编码器外壳边角圆滑并应用无螺丝的封装技术,可保证金属屏蔽层的最佳效果。

  2.低频磁屏蔽:低频磁屏蔽就是用来隔离低频磁场和固定磁场耦合干扰的有效措施。任何通过电流的导线或线圈周围都存在磁场,客观存在磁场,它们可能对检测仪器的信号线或者仪器造成磁场耦合干扰。为了防止磁场耦合干扰,必须采用高导磁材料作屏蔽层,以便让低频干扰磁力线从磁阻很小的磁屏蔽层上通过,使低频磁屏蔽层内部的电路免受低频磁场耦合干扰的影响。例如,仪器的铁皮外壳就起到低频磁屏蔽的作用。若进一步将外壳接地,以同时起静电屏蔽的作用。

  金属铁制的外壳,或者较大的编码器金属铝制的外壳,可使得外部磁干扰源远离内部电源、传感器及内部MCU,吸收外部磁场的变化能量,全金属屏蔽层可吸收低频磁振荡产生的能量。减弱磁源磁场的干扰。

  3.电磁屏蔽:电磁屏蔽也是采用导电良好的金属材料做成屏蔽罩、屏蔽盒等不同的外形,将被保护的电路包围在其中。它屏蔽的干扰对象不是电场,而是高频(40KHz以上)磁场。干扰源产生的高频磁场遇到导电良好的电磁屏蔽层时,就在其外表面感应出同频率的电涡流,从而消耗了高频干扰的能量,从而使电磁屏蔽层内部的电路免受高频干扰磁场的影响。

  4,减少信号传输的接线端子尖角线头,尽量一根电缆线直接到接收端。信号传输中间的接收电缆线头是一个暴露的干扰吸收“天线”单元,尤其是线头和金属尖角,好像是伸出去的天线,这连接线缆时应尽量没有暴露外翘的线头,做圆滑性处理,在信号传输中应尽力避免线头与尖角。

  增量编码器的信号选择,应选择具有反相通道的输出信号,应选择A+A-B+B-Z+Z-的6通道信号输出类型的增量编码器,其中,推挽式含反相信号6通道HTL-G6(A/A-,B/B-,Z/Z-),一方面其9—30V的宽电源优点与极性、短路保护不易损坏,另一方面由于干扰源对于编码器正反相的信好的干扰作用相当,干扰在编码器接收设备中可抵消,此类增量编码器信号传递可达到无干扰传输,传递也更远(专用电缆200米,依据电缆与现场情况),此类信号以欧系变频器接口为主,在冶金、港口机械中应首先考虑使用。

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