서보 시스템에서의 노이즈 대책에 대한 접근 방식을 알려주세요.

서보 시스템에서의 노이즈 대책에 대한 접근 방식을 알려주세요.

１．노이즈 대책의 개념
・노이즈 대책의 사고방식에서 중요한 것은 다음 4가지 항목입니다.

【노이즈 원천 탐색】
　노이즈 원은 전압이나 전류를 급격히 변화시키는 기기입니다.
　특히 신호의 전력량이 클수록 강한 노이즈 원이 됩니다.
　서보 시스템 주변에 있는 노이즈 원을 목록화하십시오.

【노이즈의 전달 경로 명확화】
　노이즈 발생원의 위치와 그 종류·특성을 파악하면, 노이즈 발생원으로부터의 전달 경로가 좁혀집니다.
　각 전달 경로 중 가능성이 높은 것부터 순차적으로 대책을 시행하고 그 효과를 확인함으로써 전달 경로를 명확히 하십시오.
　프레임 그라운드에 연결한 실드판을 사용하여 전자파·전자기 유도·정전기 결합을 확인하는 것도 한 방법입니다.

【노이즈 대책의 철거는 마지막】
　전송 라인에 노이즈 대책을 시행해도 효과가 없었다고 해서 대책을 제거하지 마십시오.
　노이즈의 전달 경로는 하나만 있는 것이 아닙니다. 대책을 세운 부분이 두 번째로 효과가 있는 부분일 수도 있기 때문입니다.

【서보 시스템에서 흔한 노이즈 전달 경로 확인】
　서보 시스템이나 인버터에서는 모터의 정전기 결합으로 인해 프레임 그라운드로 흘러드는 누설 전류가 커집니다.
　이로 인해 프레임 그라운드의 전류 흡수가 나쁘면 프레임 그라운드의 전위가 불안정해집니다. 이로 인해 다른 기기에 프레임 그라운드를 통해 노이즈가 전달되는 경우가 많아집니다.
　서보 시스템이나 인버터를 사용할 경우 반드시 누설 전류에 대한 대책을 시행하십시오.

２．노이즈 대책의 실제
노이즈의 전달 라인에 따른 대책 방법 및 누설 전류 대책에 대해 포인트를 설명합니다.

■ 정전기 결합 라인에 대한 대책


■도체 결합 라인에 대한 대책


■전자기 유도 라인에 대한 대책


■전자파 라인에 대한 대책

※ 드라이버 출력측 노이즈 필터는 콘덴서를 사용하지 않은 출력측 전용 노이즈 필터를 사용하십시오.

■누설 전류 대책



３．기타 노이즈 대책

　앞서 언급한 노이즈 대책을 시행해도 노이즈로 인한 동작 이상이 발생하는 경우, 아래 대책을 시행하십시오. 위치 컨트롤러나 서보 드라이버의 기종에 따라 효과가 있습니다.

≪위치 결정점이 어긋남(펄스 출력 타입 위치 컨트롤러와 연결) ≫

【내용】
　지령 펄스 입력 신호에 노이즈가 섞여 드라이버가 노이즈를 지령 펄스로 인식하여 처리합니다.

【대책】
　・전원을 분리하십시오
　　　컨트롤러의 펄스 출력용 전원을 전용 전원으로 사용하십시오.
　　　그라운드 라인도 분리하는 것이 효과적입니다.
　・펄스 신호를 차폐하십시오
　　　전원을 분리해도 위치 편차가 발생하는 경우, 명령 펄스 신호선(트위스트 페어 차폐선)의 차폐를 양단
(컨트롤러와 드라이버)에서 FG에 연결하십시오.
　　＜주의＞
　　　컨트롤러와 드라이버는 반드시 제3종 접지에 연결하십시오.
　　　접지가 불충분한 경우 오히려 악영향을 미칠 수 있습니다.

≪위치 결정점이 어긋남(아날로그 출력 타입 위치 컨트롤러와 연결) ≫

【내용】
　피드백 펄스(인코더 신호)에 노이즈가 섞여 컨트롤러가 노이즈를 피드백 펄스로 인식하게 됩니다.

【대책】
　・피드백 펄스 신호를 차폐하십시오
　　　피드백 펄스 신호(트위스트 페어 차폐선)의 차폐를 양단(컨트롤러와 드라이버)에서 FG에 연결하십시오.
　　　＜주의＞
　　　　컨트롤러와 드라이버는 반드시 제3종 접지에 연결하십시오.
　　　　접지가 불충분한 경우 오히려 악영향을 미칠 수 있습니다.

≪제3종 접지 상태 불량≫

【내용】
　제3종 접지 상태가 나쁘면 오히려 접지선으로부터 노이즈가 전달됩니다.
　어떤 대책을 시행해도 효과가 없는 경우, 제3종 접지의 전위 상태를 확인하십시오.

【대책】
　・상태가 양호한 다른 제3종 접지에 재연결
　・현재 제3종 접지 상태를 개선하십시오
　　　대전력계 기기의 FG와 소전력계 기기의 FG를 분리하십시오.
　・제어 기기나 대상 기기의 FG 라인을 부동 상태로 만드십시오
　・차폐 케이블의 차폐를 절단하십시오
　　　이는 최악의 경우입니다. 이 정도까지 해야 하는 노이즈 환경에서 서보 시스템을 사용하면 성능을 충분히 발휘할 수 없습니다.


※ 노이즈 발생원에 대해서는 동일 FAQ 내의 "서보 시스템을 사용할 때 발생하거나 영향을 미치는 노이즈에는 어떤 것들이 있는가?"를 참조하십시오