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如何評估伺服系統的“抗病毒”能力?

2020-02-26 21:40 技術知識

 

 
         EMC(全稱Electromagnetic compatibility - 電磁兼容性)是衡量設備在電磁環境中能正常工作同時不對該環境中其他事物構成電磁騷擾的一項指標。EMC包含EMI(電磁干擾)和EMS(電磁敏感性)兩部分。形象一點描述,EMI就是我們不能把病毒傳染給別人,EMS就是自身的抗病毒能力。
jarrett伺服電機
        Hengstler作為專業的伺服反饋編碼器制造商,通過與全球眾多伺服驅動廠商的緊密合作,積累了編碼器“抗病毒”的經驗。今天我們將借此機會,選擇常見的浪涌,快速瞬態脈沖群和靜電三個測試來討論一下測試等級的選擇。
 
        眾所周知,IEC標準里與EMC相關的標準數不清。那有沒有一個專門適合伺服系統的標準呢?IEC 61800-3 可調速電力驅動系統.第3部分:電磁兼容性(EMC)要求和特定試驗法 給了我們答案。這個標準涵蓋了伺服系統的EMC測試項目和測試方法,已經被絕大多數國際主流驅動廠商作為評估驅動系統EMC性能的參考。
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        在尋找測試標準前,需要先明確一些定義。我們通過一套常見的單軸驅動舉例,IEC61800-3將可調速驅動系統架構定義如下:
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        我們用一臺常見單軸伺服驅動器進行舉例:IEC標準根據電壓等級和功能將驅動器的接口分成了4大類:電源接口,電機動力接口,內部信號接口,外部測量I/O。對于書架模塊式驅動器,模塊之間的通訊定義為內部信號接口。名詞定義搞清楚后就可以開始尋找各個部分的EMC要求了。
 
        標準文件中Table 14明確指明了應用在工業環境下的伺服系統的測試要求(部分節選):
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        從上表我們看到驅動器不同的接口要求是不相同的。對于伺服的電源接口,標準要求快速脈沖群需要達到2KV/5KHz(直接耦合),浪涌測試要求共模通過2KV,差模通過1KV。而在評估編碼器時,內部信號接口是我們需要選擇的標準。標準要求編碼器快速瞬態脈沖群必須通過1KV/5KHz,浪涌是不做硬性規定的。電機動力線和外部邏輯I/O顯然也都有自己的標準。
 
        其實IEC 61800-3對調速系統電壓等級,系統架構,應用場景都有非常詳細的描述。在這里我們只能做到簡單的拋磚引玉。如果想完整評估一套伺服系統的EMC性能,標準文件里定義了一大堆測試項目,需要各位專家慢慢去研究。
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       最后要強調的是伺服系統的EMC能力是構成系統所有元件協同的結果。同款編碼器配合A驅動也許只能通過1KV的快速脈沖群測試,但是配合B驅動有可能通過4KV的測試。因為兩套驅動的接口電路設計,使用電纜的品質是天壤之別的。IEC標準是最低參考標準,但是過高的要求也會造成成本浪費。這也是為什么很多廠商只是簡單描述為符合IEC標準,但很少敢明確“測試等級”。其實選擇合適的測試等級找到成本與性能的平衡點才是各大廠商的核心秘密。

 

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