如何降低低压伺服系统的电磁干扰

  伺服驱动器内部采用高速开关元件，在正常运行过程中会产生高频或低频干扰，并通过传导或辐射的方式影响外围设备。同时，驱动器内部还包含低压单元，容易受到外围设备噪声的干扰，这些受干扰的信号可能导致设备出现异常或非预期的动作。为减少伺服驱动器与其外围设备之间的电磁干扰，可采取以下对策：

  • 请确保驱动器和电机可靠接地，接地线建议使用 AWG10 及以上规格的电缆。

  • 主回路电缆不得与输入/输出信号电缆或编码器电缆共用同一线管，也不要将其捆扎在一起。布线时，主回路电缆与信号或编码器电缆之间应保持至少 30cm 的间距。

  • 输入/输出信号电缆及编码器电缆应选用双绞线或多芯双绞屏蔽电缆。

  • 输入/输出信号电缆长度应控制在 3m 以内，编码器电缆长度应控制在 5m 以内。

  • 不要与电焊机、电火花加工机等设备共用电源。即使未共用电源，若附近存在高频设备，也应在主回路电源电缆及控制电源电缆的输入端加装噪声滤波器。

  良好的接地处理可以充分发挥 EMI 滤波器的效果，有效降低干扰。必须采用单点并联接地方式；驱动器与电机之间的动力延长线应选用带屏蔽层的电缆；电机动力线的屏蔽层必须可靠接地，并与驱动器的接地端子连接。

  选用带屏蔽层的电机电缆并正确安装，可获得更好的 EMC 性能并有效抑制干扰。请注意以下事项：应选用带屏蔽层的电缆（如具备双层屏蔽结构更佳）；电机电缆两端的屏蔽层需以最短路径、最大接触面积接地，建议使用卡箍将屏蔽层与金属平面可靠固定（见下图）；卡箍与金属接触面应去除保护漆，以确保良好的导电接触（见下图）。

  铁氧体磁环（简称磁环）可有效吸收线束的辐射干扰。在不同频率下，磁环具有不同的阻抗特性：低频时阻抗较小，频率升高时阻抗迅速增大，使有用信号能够正常通过，同时抑制高频干扰信号，从而改善电源线、信号线及连接器的高频干扰问题。

  在抑制共模干扰时，磁环通过对高频信号产生涡流损耗，将高频能量转化为热能，相当于形成低通滤波效果，使高频噪声明显衰减，而对低频有用信号几乎不产生影响，不影响电路正常工作。

  为增强抑制效果，可将导线在磁环上适当绕制以提高等效电感，但绕制圈数过多会导致损耗增大并引起磁环温升过高。建议：信号线在磁环上绕 2～3 圈；电机线：将电机的U/V/W 相导线一同绕过磁环 2～3 圈，地线及屏蔽层不能绕进磁环；编码器线在磁环上绕 2～3 圈。