現(xiàn)場氬弧焊機(jī)干擾伺服系統(tǒng)的處理方法

在我們的伺服應(yīng)用中，經(jīng)常會遇到干擾問題，導(dǎo)致不可預(yù)知的故障或警報，使伺服不能以指定的方式正常工作，甚至燒毀驅(qū)動器，并且問題的原因更難消除。在查閱相關(guān)資料和處理工作中干擾問題的一些經(jīng)驗后，結(jié)合氬弧焊機(jī)最近遇到的干擾問題，探討如何處理干擾。

一、應(yīng)用背景

在我們的伺服系統(tǒng)應(yīng)用中，經(jīng)常會遇到干擾問題，導(dǎo)致不可預(yù)知的故障或警報，使伺服系統(tǒng)不能以指定的方式正常工作，甚至燒毀驅(qū)動器，并且問題的原因也很難消除。在查閱相關(guān)資料和處理工作中干擾問題的一些經(jīng)驗后，結(jié)合氬弧焊機(jī)最近遇到的干擾問題，探討如何處理干擾。

二、氬弧焊機(jī)產(chǎn)生的干擾源

氬弧焊機(jī)采用高頻引弧。在引弧過程中，在鎢電極的端部與焊接表面之間保持一定的小間隙，然后接通高頻振蕩器脈沖引弧電路，使間隙擊穿放電，引燃電弧，產(chǎn)生高壓電擊穿。其次是大電流傳導(dǎo)和穩(wěn)定電弧。當(dāng)鎢極氬弧焊機(jī)采用高頻引弧時，由于焊機(jī)采用幾十萬Hz的頻率和幾千伏的高頻高壓穿透氣隙，高頻引弧強(qiáng)。我是一個圓弧。諧波干擾源?；『改孀冸娫幢举|(zhì)上是一種用于電網(wǎng)的大整流電源。由于電力電子元件在換向過程中產(chǎn)生非常陡峭的脈沖，因此會產(chǎn)生嚴(yán)重的諧波干擾。逆變器的輸入電流是一個銳角波，這使得電網(wǎng)包含很多高次諧波。電壓諧波與電流諧波之間存在嚴(yán)重的相移，導(dǎo)致焊機(jī)的功率因數(shù)非常低。

三、處理干擾的措施

在這種情況下，氬弧焊機(jī)電源與伺服驅(qū)動電源分開供電。氬弧焊機(jī)的電源由隔離變壓器隔離。伺服電源電纜套在扼流圈中，送至有源電力濾波器。濾波后，將其發(fā)送到開關(guān)電源。伺服驅(qū)動器的電源和控制電源分別由兩個開關(guān)電源供電，并且分別在驅(qū)動器前設(shè)置扼流圈。驅(qū)動電源和控制（編碼器）電源都連接到屏蔽電纜上，確保單端可靠接地。

應(yīng)用場地干擾源

1. 空間輻射干擾

空間輻射電磁場主要由電網(wǎng)、閃電、無線電廣播和雷達(dá)產(chǎn)生，通常稱為輻射干擾。這種影響主要取決于兩條路徑：一條是直接輻射到內(nèi)部伺服，引起電路干擾；另一條是輻射到伺服通信網(wǎng)絡(luò)，這是由通信線路引起的。這種干擾的概率相對較小，通常通過提供屏蔽電纜來保護(hù)。

2. 外部引線干擾

這種類型的干擾主要是由功率和信號線產(chǎn)生的，通常被稱為傳導(dǎo)干擾。這種干擾在中國工業(yè)現(xiàn)場更為嚴(yán)重，主要有以下三類：

第一種類型是來自電源的干擾。實踐證明，伺服控制系統(tǒng)由于電源引入的干擾而出現(xiàn)故障的情況很多，通常通過增加電壓調(diào)節(jié)器等來解決。

第二類是從信號線引入的干擾。關(guān)于這種干擾有兩種主要的信息方式：一種是通過發(fā)射機(jī)的電源或共享信號表的電源的電網(wǎng)干擾，這種干擾經(jīng)常被忽略；另一種是信號線受到空間電磁半徑的干擾。也就是說，信號線的外部感應(yīng)干擾，往往是非常嚴(yán)重的。由信號引起的干擾可導(dǎo)致板組件的異常操作，這將在嚴(yán)重情況下導(dǎo)致組件損壞。對于隔離性能差的系統(tǒng)，信號也會相互干擾，導(dǎo)致公共系統(tǒng)總線回流，導(dǎo)致邏輯數(shù)據(jù)改變、誤操作和崩潰?？刂葡到y(tǒng)由于信號干擾的引入而損壞，對內(nèi)部元件造成很大的損壞。這種干擾經(jīng)常出現(xiàn)在信號距離較長的應(yīng)用場合，并且通常采用增加繼電器隔離的方法來屏蔽感應(yīng)電壓，解決干擾問題。

第三類來自接地系統(tǒng)混沌的干擾。眾所周知，它是提高電子設(shè)備抗干擾的有效手段之一。正確的接地不僅可以抑制設(shè)備的外部干擾，而且錯誤的接地會引入嚴(yán)重的干擾信號，使系統(tǒng)不能正常工作。一般來說，控制系統(tǒng)的接地包括系統(tǒng)接地、屏蔽接地、交流接地和保護(hù)接地。當(dāng)接地系統(tǒng)為混沌狀態(tài)時，對伺服系統(tǒng)的干擾主要是各接地點電位分布的不均勻，且不同接地點之間存在接地電位。不良，造成接地回路電流，影響系統(tǒng)正常運行。例如，電纜屏蔽層的兩端A和B接地，并且存在地電位差，并且電流流過屏蔽層。當(dāng)發(fā)生雷擊等異常情況時，接地電流將更大。此外，屏蔽層、接地線和接地可以構(gòu)成閉合環(huán)路。在變化的磁場作用下，在屏蔽層中可能出現(xiàn)感應(yīng)電流來干擾信號環(huán)。如果系統(tǒng)接地和其他接地處理混淆，產(chǎn)生的接地環(huán)流可能在接地線上產(chǎn)生不平等的電位分布，從而影響伺服電路的正常工作。解決這種干擾的關(guān)鍵是區(qū)分接地方式，為系統(tǒng)提供良好的接地性能。

3. 系統(tǒng)內(nèi)的干擾

主要由系統(tǒng)內(nèi)部元件與電路之間的相互電磁輻射引起，如邏輯電路的相互輻射、模擬接地與邏輯接地之間的相互作用以及元件之間的失配。這是控制器制造商在系統(tǒng)內(nèi)部的電磁兼容性設(shè)計的一部分，這在成熟的系統(tǒng)中很少見。干擾處理措施

1. 添加過濾器和反應(yīng)器

濾波是抑制傳導(dǎo)干擾的一種方法。將濾波器連接到電力輸入端子可以抑制從電網(wǎng)到電路本身的噪聲，還可以抑制由電路產(chǎn)生并反饋到電網(wǎng)的干擾。電源濾波器作為抑制電力線傳導(dǎo)干擾的重要部件，在設(shè)備或系統(tǒng)的電磁兼容設(shè)計中起著極其重要的作用。它不僅抑制了傳輸線上傳導(dǎo)的干擾，而且對傳輸線上的輻射發(fā)射具有顯著的抑制作用。所有線路濾波器必須接地，因為當(dāng)接地時濾波器的共模旁路電容必須是有源的。接地的一般方法是，除了將過濾器連接到金屬外殼之外，還用較粗的電線將過濾器外殼連接到設(shè)備的接地點。接地阻抗越低，濾波效果越好。過濾器應(yīng)盡可能靠近電源入口安裝。濾波器的輸入和輸出應(yīng)盡可能保持，以避免來自直接耦合到輸出的輸入的干擾信號。

2. 安裝隔離變壓器

隔離變壓器的初級電壓是電網(wǎng)電壓，電網(wǎng)電壓是地球的電壓，并且隔離變壓器的次級電壓沒有連接到地球。如果線圈比為1:1，則兩側(cè)的電流相同，并且執(zhí)行電氣隔離，可以消除部分諧波，并且有效地降低零地電壓。

3. 外屏蔽線

屏蔽是解決輻射干擾問題的重要而有效的手段，其目的是切斷電磁波的傳播路徑。大多數(shù)輻射干擾問題可以通過電磁屏蔽來解決。通過電磁屏蔽解決電磁干擾問題不會影響電路的正常運行?？刂葡到y(tǒng)的抗干擾能力關(guān)系到整個系統(tǒng)的可靠運行，關(guān)系到系統(tǒng)的可靠性。它直接影響到企業(yè)的生產(chǎn)效率以及設(shè)備的安全經(jīng)濟(jì)運行。隨著工業(yè)設(shè)備自動化程度的不斷提高，控制技術(shù)問題也不容忽視。有效地防止干擾可以提高系統(tǒng)的可靠性，使設(shè)備運行更加穩(wěn)定。