如何消除步进电机带来的电源干扰？

只看该作者 · 2010-10-6 08:31

做了一个仪器，需要±5V供电，采用开关电源提供两路输出，加上两路π（派）行滤波，可以正常工作。
最近工作环境中多了一个步进电机，只要给电机通电，还没有启动电机，仪器工作就异常，通过示波器测试，发现±5V电源输出口（滤波电路后）出现了峰峰值大约为1V的干扰波，电机断电立即恢复正常。
采用了下列处理方法，没有太理想的效果：
1，把开关电源换成线性电源
2，在电机或仪器220V输入前加普通电源净化器
3，在一起220V电源前加普通的单线圈稳压器
4、把电机220V电源换成和仪器220V电源不同相（现场有380V电源），效果有所改善
这个问题一直困扰着我，请高手们指点一下，非常感谢！

2万 · 2010-10-6 08:57

这个案例主要是电源的传导干扰设计不合格造成的，基本不要考虑辐射。
可以从如下几方面着手解决：
1、检查电源功率是否足够，特别要考虑马达启动和堵转瞬间的电流要求，计算电源功率千万不要以正常工作状态下的电流为判断依据，要考虑各种极限状态下的电流开销并最好再保证有30%的余量
2、检查你控制板的PCB布板是否合格，干扰只能抑制，不可能完全去除，不合格的PCB会导致在稍微遇到一点干扰就故障的现象，此时即使你加了很多种滤波电路等等，因为你测试手段的缺乏，只会用模拟运行来观察是否工作正常，但用户的实际使用状况千变万化，导致的结果就是有的客户可能运行很长时间都没问题，有的客户三天两头报告故障。布一个合格PCB是对设计最基础的要求。
3、如果确认1、2两条没问题，那有可能是这个马达的干扰严重超出了一般干扰强度，此时对电源进行改造，控制板和马达进行电气隔离，当然，隔离应该是真正意义上的隔离，可以在控制板端增加电源隔离变压器等设备。
4、市面上卖的所谓电源净化器多数都是蒙人的东西，呵呵，一般都是骗骗银子罢了。
5、看你在自述第4条的描述，应该是本回帖第一、第二条的情况没解决好，特别是第二条分析。
6、另外要分析自己的软件是否做了合理的措施解决一些常规的扰动，如果解决不当或者有隐藏BUG，出现故障也很正常。

只看该作者 · 2010-10-6 09:14

yewuyi的解答真是不错，好人啊！静下心来给楼主解答，并且思路清晰。很实在的一些建议。

个人建议可以先考虑下他里面的第“三”条建议，先直接给你的仪器加隔离电源看看。并且最好是在你的隔离电源后加上安规电容，并且在你的“正负5V”电源上分别加一个滤波“胆电容”。当然这些的前提都是在满足你电源的总功率足够且有容量的基础上。

只看该作者 · 2010-10-6 09:16

感谢楼上高人的回复，确实是传导干扰设计不合格造成的，但我还是有些疑问：
1，对于第1条，步进电机并没有启动（转动），只是通电了，电机启动还需要在驱动上操作，即驱动器提供CP和CW脉冲。而且故障不是出现在启动瞬间，一旦电机通电，干扰就一直有。
2，对于第2条，我把仪器断开，直接测试电源部分输出就有干扰，用了两种电源情况一样，一种是明伟的开关电源加自制的派形滤波电路，一种是朝阳电源生产的密封线性电源，这两种情况都不涉及PCB布板。

只看该作者 · 2010-10-6 09:36

谢谢楼上两位高手的雪中送炭，现在解决问题的主要办法还是在仪器前或仪器电源前加隔离，但不知道用什么样的隔离方法好实现而且价格便宜，我有同事建议用UPS，但成本太高了。

2万 · 2010-10-6 09:45

检查你的驱动器是否有问题。

你应该是自己做的控制板输出控制脉冲到驱动器再驱动马达吧？！

将驱动器和你的控制器进行隔离，驱动器和马达不需要隔离。

4万 · 2010-10-6 09:56

1V峰峰值也太高了，2楼所及的问题1不能忽视，要重点检查驱动部份的设计，5V电源有1V峰峰值的干扰说明要么负载能力严重不足，要么说明开关电源已经发生自激，而用了线性电源仍如此，说明过载的可能性非常大，或者楼主电路的滤波严重不足，滤波不足会造成电源的负载能力大幅下降。如果用大功率的电源有改善，但电源功率已经明显超出电机加系统的正常功率，则说明楼主的驱动电路设计有误。依此序进行检查吧。

只看该作者 · 2010-10-6 12:31

谢谢各位高手，步进电机，控制器和驱动器都是买的，出现问题的时候只是电机供电，控制器和驱动器都没供电，电机也没有启动。
5V电源电源实际上只是和电机共用220V输入，没接负载（仪器）一样有干扰，接不接没有区别。
不知道我的情况描述清楚没？

2万 · 2010-10-6 12:46

检查驱动器是否有问题。

步进马达在驱动关闭的状态下是基本没有电流的，所以不应该出现影响，除非驱动有问题。

3万 · 2010-10-6 13:04

UPS估计是没有必要。
一是检查你的电源容量够不够，二是在电源入口处加滤波。
对这样的干扰，应该逐点测试，找出干扰传播的路径。以楼主电路，先在步进电机处测量，然后在步进电机电源处测量，再在步进电机电源的220V入口处测量……并比较测量结果。

只看该作者 · 2010-10-6 15:47

谢谢各位，明天到现场测试一下，再检查一下驱动器，奇怪的是驱动器根本就没给电。

1万 · 2010-10-6 16:12

:o 测量啥峰峰值电压？用示波器测量？ EMC有专用测量仪的可以分析干扰是哪个频率段,干扰有多少dB，从而设计滤波器的，而不是加一个"π"型滤波器就可以了的。如果你没有测试设备就只能试了，市面上有通用型的滤波器卖。
楼主所述：
1.步进电机驱动器干扰过大。
2.自己做的仪器抗干扰能力弱。

只看该作者 · 2010-10-6 17:58

本帖最后由 mmax 于 2010-10-6 18:00 编辑

8# chinaitboy

几个疑问
1）1V的干扰；
2）加不加载都有这么大的干扰，只要电机供电；
3）电机换了一相电效果好很多。

怀疑你的几个数据可能不是真实的情况：
1）示波器是怎么供电的；
2）测量的表笔有没有用最小地线环来测干扰幅值。就是表笔的地和探头环面积最小。
感觉你示波器没用好，示波器被干扰了，呵呵。

至少能判断是开关电源那一块问题了。
+-5V加共模电感和滤波电容？

只看该作者 · 2010-10-6 19:12

步进电机接到设备上了吗？
也可能是步进电机绕组漏电（或电容耦合）所致。

只看该作者 · 2010-10-6 19:12

的确没办法时:
看看电机与你的电源输入是不是在一条去路上,或者说是使用的线径远远太不到要求?

只看该作者 · 2010-10-6 19:15

步进电机通电后，没脉冲输入时会进入锁相状态的。锁相电流可大可小。

试试在电源端加磁环电机的电源和仪器的电源都加另外，地线是否没处理好

只看该作者 · 2010-10-6 22:03

奇怪！步进驱动没电，电机如何会有电？电机不是接到驱动器上吗？觉得楼主要么是驱动有问题，要么是犯了具大的错误！貌似干扰没那么离谱…

只看该作者 · 2010-10-6 22:13

路过

只看该作者 · 2010-10-7 20:24

如果上面的一个些建议都还不能解决楼主的问题我看这个帖子就只能沉下去了。

只看该作者 · 2010-12-7 22:57

我也遇到类似的问题不知道怎么解决

如何消除步进电机带来的电源干扰？

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