直线减速电机!步进电机干扰的解决办法

　　十几年前小编发表过关于步进电机丢步和抗干扰的问题。其实关于丢步，本意是步进电机驱动器没能全部执行上位机发来信号，或者说个别信号脉冲没有被驱动器转变为电脉冲，主要发生于驱动器的运算能力上，现在的芯片处理速度让这种问题不会出现了，大家习惯把机械没有到位都归咎于步进电机的丢步。不能否认伺服电机的闭环效应确实解决了堵转导致的角度没走出来，但是一些场合的干扰问题依然困扰着步进电机和伺服电机，对于干扰，伺服电机除了要解决脉冲信号的干扰问题，还要应对编码器的干扰问题。

　　干扰源是什么?

　　现在我们简单分析一下干扰是怎么产生的。1、大家都知道步进电机伺服电机自身也是干扰源，尤其高压型步进电机的静电是很强的;2、任何通过电流的导线或线圈周围都存在磁场，这是电磁干扰。变频器、电焊、甚至劣质的继电器和劣质的开关电源都是常见的干扰源。

　　干扰是怎么产生呢?

　　正常的方波是规则的

　　没有被干扰的控制信号方波

　　产生干扰以后，

　　控制信号被干扰

　　干扰的电流可能把高电平叠加更高，

　　脉冲信号高电平被干扰

　　可能削减更低，也可能让低电平变成高电平。

　　步进电机信号低电平被干扰

　　干扰的结果可能是角度走多，也可能走少，甚至没有发脉冲的时候电机自己就转起来。

　　解决干扰的办法就是从各个环节去切断干扰源。

　　1、金属外壳

　　现在步进电机驱动器伺服电机驱动器多采用金属外壳，使外部干扰电场的电力场不影响其内部的电路。反过来，驱动器内部电路产生的电力线也无法外逸去影响外电路。作为金属屏蔽层的外壳，用户还应做好接地

　　2、信号隔离

　　电控箱基本都是金属箱体，当有强干扰时，我们要把强干扰源用金属板隔离。

　　电控箱金属板干扰隔离

　　3、使用屏蔽线

　　电缆屏蔽层有超细的高密度高导通性的金属细线编织成保护层，可以吸收外部辐射的高频电磁场变化，从而起到屏蔽保护的作用，电缆屏蔽层的接地，通常是在信号接收端的单端接地。

　　有必要的话电机线也采用屏蔽线，如果不能保证电机线采用屏蔽线，就要注意驱动器的安装尽量靠电控箱的边缘，电机线在电控箱内尽可能短，电机线走线与控制线走向分开

　　4、减少信号传输的接线端子尖角线头

　　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端子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。

　　5、电容滤波

　　电容滤波是也是解决干扰的有效方法，但是并不推荐，因为电容的容量是需要计算的。电容滤波是有频段的，很多人以为电容是越大越好，其实不然。一方面每个电容有一定的滤波频段，在以谐振点为中心的一段频段之内有较好的滤波效果，其他部分滤波效果不佳;另一方面大的电容会拉低电压，可能把有效信号脉冲吸收掉。

　　6、接地

　　前面三条都讲到了接地，这里还是有必要单独说一下。笔者曾经到金华调试设备的时候发现干扰问题，旁边点焊一工作，这边电机就自己转起来了，试了很多方法，最后把驱动器和控制器的地线分别引到窗外的水沟里，干扰就彻底解决了。其实接地最难的是强电接地和弱电接地怎么分开。

　　7、编码器

　　在强干扰环境下，步进电机编码器，伺服电机编码器也不能幸免。这时候除了线缆用屏蔽线接地，和给编码器罩金属外壳，还要选择合适的编码器型号，因为有的编码器本身就具有更强的抗干扰能力。

　　8、干扰源的改善

　　在一部分场合，这是最有效最彻底的解决方法，相当于斩首行动了。类似于焊机这种设备，干扰强度很难优化，但是可以把控制箱放远一点。其他的干扰源其实没有那么强。不管你信或者不信，事实都摆在那里，不是0.5KW的变频器干扰就一定弱，5KW的的变频器干扰就一定强，也要看品质的。

　　另外，大多数人不会相信继电器也会是干扰源，和线圈产生的电磁有关，也和导通瞬间接触不好，若即若离产生脉冲电流有关。

　　不了解干扰原理的朋友，可以去了解一下无线充电的原理。

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