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旋轉編碼器如何抗干擾?
發布時間:2018-11-09
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    旋轉編碼器受信號干攏后會影響正常工作,那么怎么判斷旋轉編碼器是受信號干攏引發的故障呢?具體說來有如下二點:


    一,把電機轉起來,用示波器檢查編碼器脈沖波形的高低電平和波形,既要看高電平的幅值,也要看低電平的幅值,應該是“天”和“地”才對。不是“天”“地”,就要看看編碼器的信號接口是否做到了阻抗匹配。另外,還要看編碼器信號的脈沖沿,脈沖沿要陡峭,否則也是問題。


     二,用trace錄波看裝置內部的編碼器信號,是否波形有問題。如果噪聲(波形的毛刺)嚴重,那是信號受到了干擾。


    檢查這些,需要把變頻器的控制方式設置成無編碼器反饋的V/F控制或者矢量控制。也就是把編碼器反饋功能屏蔽掉。


    旋轉編碼器如何抗干擾?如何解決旋轉編碼器信號干攏這個問題呢?


    一、旋轉碼器的隔離措施要做好


    隔離是破壞干擾途徑、切斷耦合通道,從而達到抑制干擾的一種技術措施。編碼器工作電源如果選擇 DC/DC 隔離電源,主要使用在供電電源系統有很多同時在工作的器件,現場出現較為嚴重干擾的情況。增量信號接收的光電耦合器隔離,應用于增量脈沖信號的接收單元電路中。光電耦合器是一種電光電耦合器件,它的輸入量是電流,輸出量也是電流,但是輸入、輸出之間從電氣上看卻是絕緣的。保證了輸入回路和輸出回路的電氣隔離。


    二、旋轉編碼器必須要安裝絕緣隔離


     在有大型電機和變頻器的場合下,如果碰到有干擾問題,那很有可能是遇見電機外殼“交流漏電”了。電動機本身同時也是一個發電機,在啟動的瞬間,電機動力與“發電”反電動勢是不平衡的,這種不平衡使電機產生加速運動,但這種不平衡也有可能會在電機外殼上產生瞬間的交流漏電,我們在檢查電機外殼的接地只是靜態測得的電阻量,無法確定在電機啟動的瞬間能夠有很好的交流導通接地。在這種情況下,建議編碼器外殼(包括編碼器的轉軸)要與電機外殼絕緣隔離。


    三、旋轉編碼器電源選擇注意事項


     選擇具有寬工作電源與信號短路保護的編碼器,很多的編碼器干擾來自于其供電電源的波動,和電源 0V 基準的破壞。要避免此類干擾情況的出現,現場的編碼器應由特定的工作電源獨立供電,并且在輸出功率選擇上需做到足夠大(編碼器標示功耗的2倍以上);同時,選擇的編碼器應具有寬工作電壓,例如 9~30Vdc 甚至 5~30Vdc 的工作電壓,這表明編碼器內部電路對工作電源的設計,已經考慮了輸入電源的降壓穩壓濾波,有較好的電源抗波動性干擾的性能;另外,在選擇編碼器時,需考慮信號對電源的短路保護(信號線對電源的正負極短接不會“燒”壞編碼器),就是說編碼器設計中已經對信號的 0V 基準波動有了過濾或截斷設計。


    四、旋轉編碼器信號電纜選擇注意事項


     選擇專業的編碼器專用雙絞屏蔽電纜,不僅僅是編碼器內部電路的保護,編碼器自帶的用于輸出信號的信號傳輸電纜,以及外接的加長信號電纜,都應選用編碼器信號專用的雙絞屏蔽電纜,并且電纜需要有超細的高密度高導通性的金屬細線編織成的屏蔽保護層,可以吸收外部輻射的高頻電磁場變化,從而起到屏蔽保護的作用。


    五、旋轉編碼器反向通道問題


    反向通道是為了提高信號的傳輸距離,額外地輸出 A、B 和 Z 通道的反相信號。這種傳送標準特性符合 RS422 接口,并且推挽式輸出也可以自選反相輸出。


    六、增量編碼器的信號選擇問題


    應選擇具有反相通道的輸出信號(HTL-G6),一方面,具備 9~30V 的寬電源與極性、短路保護功能的編碼器不易損壞;另一方面由于干擾源對于編碼器正反相的信號的干擾作用相當,干擾在編碼器接收設備中可抵消,此類增量編碼器信號傳遞可達到無干擾傳輸,傳遞也更遠專用電纜可達到 200米,依據電纜、現場情況與信號頻率。


    七、注意電磁屏蔽問題


    電磁屏蔽也是采用導電良好的金屬材料做成屏蔽罩、屏蔽盒等不同的外形,將被保護的電路包圍在其中。它屏蔽的干擾對象不是電場,而是高頻( 40KHz 以上)磁場。干擾源產生的高頻磁場遇到導電良好的電磁屏蔽層時,就在其外表面感應出同頻率的電渦流,從而消耗了高頻干擾的能量,使電磁屏蔽層內部的電路免受高頻干擾磁場的影響。


    八、注意靜電屏蔽問題


    靜電屏蔽就是用銅或鋁等導電性能良好的金屬為材料制作成封閉的金屬外殼,并與地線連接,把需要屏蔽的編碼器電路置于其中,使外部干擾電場的電力場不影響其內部的電路。反過來,編碼器內部電路產生的電信號也無法外逸去影響外部電路。靜電屏蔽不但能夠防止靜電干擾,也一樣能防止交變電場的干擾,所以許多儀器的外殼用導電材料制作并且接地。



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旋轉編碼器圖片

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