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致远电子专家详解四种常用的噪声干扰分析方法


  来源: ZLG致远电子 时间:2016-05-27 作者:ZLG致远电子
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 从事测试测量系统集成的朋友都不少遇到过噪声干扰的问题,强电弱电混合系统往往存在各种杂讯,在强干扰环境下保证测量仪器的精度并非易事。本文将介绍一个噪声干扰排除的简单实例,来与大家分享一些经验,欢迎留言探讨。

一、问题背景

客户使用我们的功率分析仪(PA)搭建伺服电机测试平台,系统分为驱动器柜、电机平台、测控柜3个分离的机柜。PA安装于测控柜内,驱动柜驱动器输出通过电缆连接到电机平台,电机转轴上安装扭矩传感器,传感器所有连接线引到测控柜,由柜内电源供电,传感器输出信号接入PA电机测量单元扭矩BNC接口。传感器输出100kHz±50kHz脉冲对应0±5Nm扭矩。

调试中发现,驱动器上电但未开启输出,电机转轴处于自由静止状态,测量到一个较大的值。用示波器测量传感器输出,发现100kHz脉冲上每个几个周期出现一些尖峰振荡,经过比较器后多了些脉冲,导致测频结果高于100kHz。那么干扰信号从何而来?首先怀疑是驱动器,驱动器断电干扰消失。把传感器电缆从传感器处拔出,100kHz和干扰都没有了。证明干扰由驱动器产生,通过驱动器输出线、电机、扭矩传感器及连线耦合到PA。

二、解决问题

这一款驱动器比较特殊,变频器不输出时内部开关管依然处于工作状态,相比其它变频器这款干扰很大。分析其噪声模型如下图所示,驱动器输出共模电压,绕组与机壳间存在寄生电容C1,机壳与传感器电路有寄生电容C2,形成传导路径,电机和传感器壳体作为中间导体虽然接地,不过驱动器、电机、测控柜距离较远,接地线阻抗高中间导体电位并不为零,仍有高频共模电流通过电缆进入PA。PA扭矩输入是BNC型端子,内部电路地对机壳多少有一些空间杂散电容C3(约几十pF),共模电压在两信号线产生不对称的电流,从而在线路阻抗上转化为差模电压叠加在正常信号中。

从安全方面考虑,三个机柜都必须接大地,强电线路与信号线分开避免干扰这些都是要遵循的基本原则。实际机柜间位置较远,接地对于高频干扰改善不多,只作为安全措施。解决这种问题一般考虑是从干扰源、传播路径、敏感设备三方面着手。驱动器和PA是成型的设备,不便于改动,考虑从传播路径入手,使用多芯屏蔽电缆连接扭矩传感器到测控柜,传感器端屏蔽层连接到传感器外壳,也与电机平台连通,另一侧屏蔽层接到测控柜机壳。最初的时候屏蔽层通过一根较长的线连接到测控柜,发现并没有改善,最后使用铜片将整根线压到机柜,干扰得到很大衰减。

关键词:仪器仪表 ZLG致远电子 噪声干扰 测量仪器    浏览量:388

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