共享测试设备对于交流伺服控制系统的抗干扰方法

摘要

本发明涉及测试领域的机电一体化电磁兼容技术，为解决机电一体化测试设备中弱电部分受到强电部分电磁干扰的问题。本发明提供共享测试设备对于交流伺服控制系统的抗干扰方法，该方法包括如下步骤：主动抗干扰、被动抗干扰、合理接地。具体是通过伺服驱动器的供电系统设计、伺服驱动器与交流伺服电机之间的接口设计、伺服驱动器与测试设备之间接口的抗电磁干扰设计实现的。与现有技术相比，其有益效果是：其电磁干扰问题能够得到很好的改善，干扰信号能够控制在峰峰值50mv以内，对被测产品的信号与测试设备本身的信号基本没有影响。

权利要求

1.共享测试设备对于交流伺服控制系统的抗干扰方法，其特征在于：包括如下步骤：

1)主动抗干扰；

具体包括如下步骤：

1-1)、选择合适功率的隔离变压器对伺服驱动器自身所需的交流220V供电进行隔离处理，再经伺服输入滤波器进行滤波处理，同时，将隔离变压器和伺服输入滤波器的金属地线在同一点接地极；

1-2)、按实际应用中电磁波的长度和频率在伺服驱动器200V输出端加装铁氧体磁环；

1-3)、在伺服驱动器编码器端口与交流伺服电机间的接线采用双绞屏蔽处理；

1-4)、将伺服驱动器所需的直流+24V电源的直流地COM端接地极；

1-5)、测试设备的速度模拟通道与伺服驱动器之间、RS232/422端口通道与伺服驱动器之间的接线均采用双绞屏蔽处理，屏蔽层单端接地极；

1-6)、将交流伺服电机噪声地线接地极；

2)被动抗干扰；

具体包括如下步骤：

2-1)、测试设备中使用的中、低频信号端口、高频信号端口，以及被测对象端口均选用屏蔽接插件；

2-2)、测试设备中使用的高频信号端口与被测对象相应端口之间的接线采用双绞屏蔽处理，信号差分传输，屏蔽层与屏蔽接插件的地线连接；

2-3)、测试设备中使用的中、低频信号端口与被测对象相应端口之间的接线需采用屏蔽处理，屏蔽层与屏蔽接插件的地线连接；

2-4)、在各个屏蔽接插件附近按实际电磁波长和频率加装铁氧体磁环；

3)合理接地；

具体包括如下步骤：

3-1)、将测试设备中的模拟地线串联；

3-2)、将测试设备中的数字地线串联；

3-3)、将测试设备中的噪声地线串联；

3-4)、将测试设备中的金属地线串联；

3-5)、将以上四步中提到的各种地线并联连接到同一点，统一接地。

说明书

共享测试设备对于交流伺服控制系统的抗干扰方法

技术领域

[0001] 本发明涉及测试领域的机电一体化电磁兼容技术，尤其是一种机电一体化测试设备对于交流伺服控制系统的抗电磁干扰设计的方法。

背景技术

[0002] 随着现代化武器装备性能的不断发展和高端化、精细化，以前单方面被动型的测试设备在仿真以及综合性能的分析等方面已经不能适应现代武器系统的地面测试要求。为提高测试设备的自动化水平并提高地测数据的真实性，我们的测试设备也在不断的以提高仿真度、模拟真实环境为目的发展。这样我们就不可避免的要涉及到测试领域的机电一体化设计，很多地测设备或系统都同时运用到计算机技术和自动控制技术，强电和弱电的共同存在，就会出现电磁干扰的问题。

[0003] 由于交流伺服控制系统其自身的特点，能对其周围的电子、电气线路产生电磁干扰。以往的机电一体化测试设备在实际调试中经常会发现，在测试系统控制交流电机供电后，在综测系统的信号监视端可用示波器观察到较大的干扰信号，纹波峰-峰值甚至达到了5V。这样，电磁干扰不但可能对综测系统的测试数据产生较大的影响，而且可能对被测产品产生不利的影响。

[0004] 分析可能导致干扰产生的要素有三个，包括干扰源、传输途径以及敏感设备。最常用的抗干扰措施是屏蔽、滤波、接地。屏蔽用于切断空间的辐射发射途径。滤波用于切断通过导线的传导发射途径。接地的好坏则直接影响到设备内部和外部的电磁兼容性。

[0005] 然而，这些方法都是设备研制完成后对于电磁兼容性所做的补救措施，有点亡羊补牢的性质，虽然有一些实际的效果，但是并没有从根本上放心的解决问题。

发明内容

[0006] 本发明的目的是提供共享测试设备对于交流伺服控制系统的抗干扰方法，能够解决机电一体化测试设备中弱电部分受到强电部分电磁干扰的问题。能有效地降低测试设备中用于测试的弱电部分受干扰的程度，保证测试的功能和精度。

[0007] 为达到上述发明的目的，本发明是通过以下的技术方案实现的，共享测试设备对于交流伺服控制系统的抗干扰方法，包括如下步骤：

[0008] 1、主动抗干扰；

[0009] 2、被动抗干扰；

[0010] 3、合理接地。

[0011] 所述的步骤1中，主动抗干扰包括如下步骤：

[0012] 第一步，选择合适功率的隔离变压器对伺服驱动器自身所需的交流220V供电进行隔离处理，再经伺服输入滤波器进行滤波处理，同时，将隔离变压器和伺服输入滤波器的金属地线在同一点接地极；

[0013] 第二步，按实际应用中电磁波的长度和频率在伺服驱动器200V输出端加装铁氧体磁环；

[0014] 第三步，在伺服驱动器编码器端口与交流伺服电机间的接线采用双绞屏蔽处理，即其中的差分信号双绞屏蔽，电源与电源地之间双绞屏蔽，并且它们的屏蔽层单端接地极；

[0015] 第四步，将伺服驱动器所需的直流+24V电源的直流地COM端接地极；

[0016] 第五步，测试设备的速度模拟通道与伺服驱动器之间、RS232/422端口通道与伺服驱动器之间的接线均采用双绞屏蔽处理，它们的屏蔽层单端接地极；

[0017] 第六步，将交流伺服电机噪声地线接地极。

[0018] 所述的步骤2中，被动抗干扰包括如下步骤：

[0019] 第一步，测试设备中使用的中频信号端口、高频信号端口以及被测对象端口优先选用屏蔽接插件，高频信号端口优先选用带滤波器件(如穿心电容、磁珠)的屏蔽接接插件；

[0020] 第二步，测试设备中使用的高频信号端口与被测对象相应端口之间的接线采用双绞屏蔽处理，信号差分传输，屏蔽层与屏蔽接插件的地线连接；

[0021] 第三步，测试设备中使用的中、低频信号端口与被测对象相应端口之间的接线需采用屏蔽处理，屏蔽层与屏蔽接插件的地线连接；

[0022] 第四步，在各个屏蔽接插件附近按实际电磁波长和频率加装铁氧体磁环。

[0023] 所述的步骤3中，合理接地包括如下步骤：

[0024] 第一步，将测试设备中的模拟地线串联；

[0025] 第二步，将测试设备中的数字地线串联；

[0026] 第三步，将测试设备中的噪声地线串联；

[0027] 第四步，将测试设备中的金属地线串联；

[0028] 第五步，将以上四步中提到的各种地线并联连接到同一点，统一接地。

[0029] 本发明采用的方法，与现有技术相比，其优点和有益效果是：其电磁干扰问题能够得到很好的改善，干扰信号能够控制在峰峰值50mv以内，对被测产品的信号与测试设备本身的信号基本没有影响。

附图说明

[0030] 以下将结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。

[0031] 图1是本发明采用的测试设备、被测对象及交流伺服系统的连接框图；

[0032] 图2是本发明中主动抗干扰设计时交流伺服系统的地线分布图；

[0033] 图3是本发明中被动抗干扰设计时测试设备及被测对象的地线分布图；

[0034] 图4是本发明中测试设备单点串联和并联混合接地方式示意图。

具体实施方式

[0035] 如图1所示，实现本发明的测试设备、被测对象及交流伺服系统的连接框图，测试设备包括24V直流稳压电源111、速度模拟通道113、RS232/422端口通道114、测试用直流稳压电源121、测试用中低频信号端口116、测试用高频信号端口117，被测对象119由机械固定，交流伺服系统123，测试设备的测试用中低频信号端口116与被测对象119相连通，测试设备的速度模拟通道113与交流伺服系统123相连通。

[0036] 如图2所示，步骤1的主动抗干扰包括：(第一步)伺服驱动器101自身所需的交流220V供电需要经隔离变压器102进行隔离处理，再经伺服输入滤波器103进行滤波处理，且隔离变压器102和伺服输入滤波器103的金属地线104要接地极1端105；(第二步)伺服驱动器200V输出端106需按实际电磁波长和频率加装铁氧体磁环107；(第三步)伺服驱动器101与交流伺服电机108间的编码器端口109之间的接线需采用双绞屏蔽110处理，即其中的差分信号双绞屏蔽110，电源与电源地之间双绞屏蔽110，屏蔽层单端接地极2端112；(第四步)伺服驱动器101所需的直流+24V电源111的直流地COM端122应接地极2端112；(第五步)测试设备的速度模拟通道113与伺服驱动器101之间、RS232/422端口通道114与伺服驱动器1之间的接线需采用双绞屏蔽110处理，屏蔽层单端接地极2端112；(第六步)交流伺服电机噪声地线115应接地极1端105。

[0037] 如图3所示，步骤2的被动抗干扰包括：(第一步)测试用中、低频信号端口116、高频信号端口117以及被测对象最好选用屏蔽接插件118，部分高频信号端口117最好选用带滤波器件(如穿心电容、磁珠)的屏蔽接接插件118；(第二步)测试用高频信号端口117与被测对象119之间的接线需采用双绞屏蔽110处理，信号最好是差分形式，屏蔽层120与屏蔽接插件118的地线连接；(第三步)测试用中、低频信号端口116与被测对象119之间的接线需采用屏蔽处理；屏蔽层120与屏蔽接插件118的地线连接；(第四步)各屏蔽接插件118附近按实际电磁波长和频率加装铁氧体磁环107。

[0038] 如图4所示，步骤3的合理接地包括：(第一步)测试设备中的模拟地线124、(第二步)数字地线125、(第三步)噪声地线115、(第四步)金属地线104，(第五步)通过如图所示的串、并联方式最终接到同一个地126。其中，A为拥有模拟地线的子设备群，B为拥有数字地线的子设备群、C为拥有噪声地线的子设备群，D为拥有金属地线的子设备群。