Optimisation des performances du système d'asservissement : un guide complet pour éliminer le bruit électrique et améliorer l'immunité au bruit

Ce livre blanc examinera les étapes et les techniques nécessaires pour atténuer le bruit électrique dans les systèmes d'asservissement, garantissant ainsi des performances et une fiabilité optimales pour les applications de haute précision.

Warren Osak | Servo2Go

Le bruit électrique, ou interférence électromagnétique (EMI), constitue une préoccupation importante pour les ingénieurs et les concepteurs travaillant avec des systèmes d'asservissement. Les interférences électromagnétiques peuvent se manifester sous diverses formes, telles que du bruit rayonné ou conduit, et peuvent entraîner une dégradation des performances, des interférences de signal et une réduction de la précision du système. Dans les systèmes d'asservissement, le bruit peut corrompre les signaux critiques tels que le retour de position et de vitesse, affectant ainsi la stabilité et le contrôle globaux. En tant qu'ingénieur expert dans le domaine, il est crucial de comprendre les sources de bruit dans les systèmes d'asservissement et d'employer des stratégies efficaces pour minimiser ou éliminer son impact.

Ce livre blanc examinera les étapes et les techniques nécessaires pour atténuer le bruit électrique dans les systèmes d'asservissement, garantissant ainsi des performances et une fiabilité optimales pour les applications de haute précision.

1. Mise à la terre appropriée : assurez-vous que votre système d'asservissement est correctement mis à la terre. Utilisez une technique de mise à la terre en un seul point pour minimiser les boucles de masse et connecter toutes les masses à un point commun.

un. Mise à la terre en un seul point : connectez toutes les mises à la terre à un seul point commun pour réduire les boucles de masse et les différences de potentiel.

b. Mise à la terre en étoile : fixez les fils de terre individuels des composants à un point de terre central, réduisant ainsi les niveaux de bruit.

c. Meilleures pratiques de mise à la terre : utilisez des fils épais à faible impédance, gardez des longueurs de fils courtes et maintenez des connexions propres et sécurisées.

2. Blindage : utilisez des câbles blindés pour les connexions d'alimentation et de signal afin de réduire les interférences électromagnétiques. Connectez le blindage uniquement à une extrémité, généralement celle du contrôleur, pour éviter les boucles de masse.

un. Types de blindage des câbles : sélectionnez le type de blindage approprié, tel qu'un blindage en feuille ou tressé, en fonction de l'application spécifique et des niveaux d'interférence.

b. Mise à la terre appropriée du blindage : mettez le blindage à la terre à une extrémité, généralement celle du contrôleur, pour éviter les boucles de masse et maximiser la réduction du bruit.

c. Continuité du blindage : assurez une couverture de blindage continue sur toute la longueur du câble, y compris les joints de câble, les connecteurs et les boîtes de jonction, pour une suppression optimale du bruit.

3. Acheminement des câbles : Séparez les câbles d'alimentation et de signal pour minimiser la diaphonie. S’ils doivent traverser, faites-le à un angle de 90 degrés. Évitez de faire passer les câbles parallèlement les uns aux autres ou à proximité immédiate.

un. Séparation physique : maintenez une distance minimale entre les câbles d'alimentation et de signal, en les acheminant dans des conduits ou des chemins de câbles séparés lorsque cela est possible.

b. Croisement à angle droit : si les câbles d'alimentation et de signal doivent se croiser, faites-le à un angle de 90 degrés pour minimiser le couplage des interférences entre les câbles.

c. Évitez les parcours parallèles : évitez de faire passer les câbles d'alimentation et de signal en parallèle ou à proximité immédiate sur de longues distances, car cela peut exacerber la diaphonie et le couplage de bruit.

4. Sélection des câbles : utilisez des câbles à paires torsadées, car ils peuvent réduire considérablement le bruit en annulant les interférences électromagnétiques.

un. Effet de torsion : les câbles à paires torsadées réduisent le bruit en égalisant l'exposition de chaque conducteur aux interférences externes, provoquant ainsi l'annulation du bruit lorsque les signaux différentiels sont combinés.

b. Choisissez les types de câbles appropriés : sélectionnez les types de câbles, tels que les paires torsadées blindées (STP) ou les paires torsadées non blindées (UTP), en fonction de la sensibilité de l'application aux interférences et du niveau d'immunité au bruit requis.

c. Faire correspondre l'impédance : assurez-vous que l'impédance du câble correspond à l'impédance des appareils connectés pour minimiser les réflexions du signal et maintenir l'intégrité du signal.

5. Filtrage du bruit : utilisez des techniques de filtrage du bruit, telles que des billes de ferrite ou des selfs, pour supprimer le bruit haute fréquence dans les lignes d'alimentation et de signal.

un. Perles de ferrite : installez des perles de ferrite sur les câbles pour absorber le bruit haute fréquence et le convertir en chaleur, réduisant ainsi efficacement les interférences électromagnétiques.