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應用背景

　　在伺服應用中經常遇到干擾問題，造成不可預知的誤動作或者報警，使得伺服不能按照指定的方式正常運行，甚至燒毀驅動器，而且產生問題的原因排除起來也比較困難。經過查閱相關資料，和工作中處理干擾問題的一些經驗，結合近來在氬弧焊機中所遇到的干擾問題，探討一下如何處理干擾。

氬弧焊機產生的干擾源

　　氬弧焊機采用高頻引弧。引弧時，讓鎢極末端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，使間隙擊穿放電而引燃電弧，高壓電擊穿后再由大電流導通穩弧。鎢極氬弧焊機采用高頻引弧時，由于焊機利用頻率達幾十萬赫茲，電壓高達數千伏的高頻高壓擊穿空氣間隙形成電弧，因此高頻引弧是一個很強的諧波干擾源。弧焊逆變電源對電網來說，本質上是一個大的整流電源，由于電力電子器件在換流過程中產生前后沿很陡的脈沖，從而引發了嚴重的諧波干擾。逆變電源的輸入電流是一種尖角波，使電網中含有大量高次諧波。電壓諧波和電流諧波之間存在嚴重相移，導致焊機的功率因數很低。

處理干擾的措施

　　在本案例中，氬弧焊機電源與伺服驅動器供電電源分別供給。氬弧焊機電源用隔離變壓器隔離，伺服電源線外套一個扼流圈后送入有源功率濾波器，經過濾波后，再送至開關電源。伺服驅動器的動力電源和控制電源用2個開關電源分別供電，且在接入驅動器前分別套一個扼流圈。驅動器電源與控制（編碼器）電源均連接了屏蔽線，并確保單端可靠接地。如附圖為系統接線圖。

應用現場的干擾源

　　來自空間的輻射干擾

　　空間輻射電磁場主要是由電力網絡、雷電、無線電廣播和雷達等產生的，通常稱為輻射干擾。其影響主要通過兩條路徑：一是直接對伺服內部的輻射，由電路感應產生干擾;

　　二是對伺服通信網絡的輻射，由通信線路感應產生干擾。此種干擾發生幾率比較少，一般通過設置屏蔽電纜進行保護。

　　來自系統外引線的干擾

　　這種干擾主要通過電源和信號線產生，通常稱為傳導干擾。這種干擾在我國工業現場較為嚴重，主要有下面三類：

　　第一類是來自電源的干擾。實踐證明，因電源引入的干擾造成伺服控制系統故障的情況很多，一般通過加穩壓器等設備解決。

       第二類是來自信號線引入的干擾。此干擾主要有兩種信息途徑：一是通過變送器供電電源或共用信號儀表的供電電源串入的電網干擾，這往往被忽視;

　　二是信號線受空間電磁輻射感應的干擾，即信號線上的外部感應干擾，這種干擾往往非常嚴重。由信號引入的干擾會引起電路板元件工作異常，嚴重時將引起元器件損傷。對于隔離性能差的系統，還將導致信號間互相干擾，引起共地系統總線回流，造成邏輯數據變化、誤動和死機。控制系統因信號引入干擾造成內部元器件損壞，由此引起系統故障的情況也很多。此種干擾經常發生于信號距離長的應用案例上，常采用加中繼隔離的方法，來屏蔽掉感應電壓，解決干擾問題。

　　第三類是來自接地系統混亂的干擾。眾所周知接的是提高電子設備抗干擾的有效手段之一，正確的接地既能抑制設備向外發出干擾;

　　但是錯誤的接地反而會引入嚴重的干擾信號，使系統無法正常工作。一般說來，控制系統的地線包括系統地、屏蔽地、交流地和保護地等，如果接地系統混亂，對伺服系統的干擾主要是各個接地點電位分布不均，不同接地點間存在地電位差，引起地環路電流，影響系統正常工作。例如電纜屏蔽層兩端a、b都接地，就存在地電位差，有電流流過屏蔽層。當發生異常狀態如雷電擊時，地線電流將更大。此外，屏蔽層、接地線和大地可能構成閉合環路，在變化磁場的作用下，屏蔽層內會出現感應電流，干擾信號回路。若系統地與其它接地處理混亂，所產生地地環流就可能在地線上產生不等電位分布，影響伺服電路的正常工作。解決此類干擾的關鍵就在于分清接地方式，為系統提供良好的接地性能。