Otimizando o desempenho do sistema servo: um guia abrangente para eliminar ruído elétrico e aumentar a imunidade a ruído

Este whitepaper se aprofundará nas etapas e técnicas necessárias para mitigar o ruído elétrico em sistemas servo, garantindo desempenho e confiabilidade ideais para aplicações de alta precisão.

Warren Osak | Servo2Go

Ruído elétrico, ou interferência eletromagnética (EMI), é uma preocupação significativa para engenheiros e projetistas que trabalham com sistemas servo. A EMI pode se manifestar de várias formas, como ruído irradiado ou conduzido, e pode levar à degradação do desempenho, interferência de sinal e redução da precisão do sistema. Em sistemas servo, o ruído pode corromper sinais críticos, como feedback de posição e velocidade, afetando a estabilidade e o controle geral. Como engenheiro com experiência na área, é crucial compreender as fontes de ruído em servossistemas e empregar estratégias eficazes para minimizar ou eliminar seu impacto.

Este whitepaper se aprofundará nas etapas e técnicas necessárias para mitigar o ruído elétrico em sistemas servo, garantindo desempenho e confiabilidade ideais para aplicações de alta precisão.

1. Aterramento adequado: Certifique-se de que seu sistema servo esteja aterrado corretamente. Use uma técnica de aterramento de ponto único para minimizar loops de aterramento e conectar todos os aterramentos a um ponto comum.

a. Aterramento de ponto único: Conecte todos os aterramentos a um único ponto comum para reduzir loops de aterramento e diferenças de potencial.

b. Aterramento em estrela: conecte fios terra individuais dos componentes a um ponto central de aterramento, reduzindo os níveis de ruído.

c. Práticas recomendadas de aterramento: Utilize fios grossos e de baixa impedância, mantenha os comprimentos dos fios curtos e mantenha conexões limpas e seguras.

2. Blindagem: Use cabos blindados para conexões de energia e sinal para reduzir a interferência eletromagnética. Conecte a blindagem somente em uma extremidade, normalmente na extremidade do controlador, para evitar loops de aterramento.

a. Tipos de blindagem de cabo: Selecione o tipo de blindagem apropriado, como blindagem metálica ou trançada, com base na aplicação específica e nos níveis de interferência.

b. Aterramento adequado da blindagem: Aterre a blindagem em uma extremidade, normalmente a extremidade do controlador, para evitar loops de aterramento e maximizar a redução de ruído.

c. Continuidade da blindagem: Garanta uma cobertura de blindagem contínua em todo o comprimento do cabo, incluindo juntas de cabos, conectores e caixas de junção, para uma supressão de ruído ideal.

3. Roteamento de cabos: Separe os cabos de alimentação e de sinal para minimizar diafonia. Se eles precisarem se cruzar, faça-o em um ângulo de 90 graus. Evite passar cabos paralelos entre si ou próximos.

a. Separação física: Mantenha uma distância mínima entre os cabos de alimentação e de sinal, roteando-os em conduítes ou bandejas de cabos separados quando possível.

b. Cruzamento em ângulo reto: Se os cabos de energia e de sinal precisarem se cruzar, faça-o em um ângulo de 90 graus para minimizar o acoplamento de interferência entre os cabos.

c. Evite passagens paralelas: Evite passar cabos de energia e de sinal em paralelo ou próximos por distâncias extensas, pois isso pode exacerbar diafonia e acoplamento de ruído.

4. Seleção de cabos: Use cabos com pares trançados, pois eles podem reduzir significativamente o ruído ao cancelar a interferência eletromagnética.

a. Efeito de torção: Os cabos de par trançado reduzem o ruído ao equalizar a exposição de cada condutor a interferências externas, fazendo com que o ruído seja cancelado quando os sinais diferenciais são combinados.

b. Escolha os tipos de cabo apropriados: Selecione os tipos de cabo, como par trançado blindado (STP) ou par trançado não blindado (UTP), com base na suscetibilidade da aplicação a interferências e no nível necessário de imunidade a ruídos.

c. Impedância correspondente: Certifique-se de que a impedância do cabo corresponda à impedância dos dispositivos conectados para minimizar reflexões de sinal e manter a integridade do sinal.

5. Filtragem de ruído: Empregue técnicas de filtragem de ruído, como esferas de ferrite ou bobinas, para suprimir ruído de alta frequência em linhas de energia e sinal.

a. Esferas de ferrite: Instale esferas de ferrite nos cabos para absorver ruído de alta frequência e convertê-lo em calor, reduzindo efetivamente a EMI.