1. Příčiny elektromagnetické kompatibility a ochranná opatření
U vysokorychlostních bezkartáčových motorů jsou problémy s elektromagnetickou kompatibilitou (EMC) často ústředním bodem a obtíží celého projektu a proces optimalizace celé EMC zabere hodně času. Proto je nutné nejprve správně rozpoznat příčiny překračování standardu EMC a použít odpovídající optimalizační metody.
Optimalizace EMC začíná hlavně ve třech směrech:
- Zlepšete zdroj rušení
Při řízení vysokorychlostních bezkartáčových motorů je nejdůležitějším zdrojem rušení budicí obvod složený ze spínacích součástek, jako jsou MOS a IGBT. Snížení nosné frekvence mikrokontroléru, snížení rychlosti spínání spínací elektronky a výběr spínací elektronky s vhodnými parametry může účinně snížit rušení EMC, aniž by to ovlivnilo výkon vysokorychlostního motoru.
- Zkrácení vazební dráhy zdroje rušení
Optimalizace trasování a uspořádání desek plošných spojů může účinně zlepšit elektromagnetickou kompatibilitu (EMC), a propojení vodičů vzájemně způsobí větší rušení. Zejména u vysokofrekvenčních signálních vodičů se snažte zabránit tomu, aby vodiče tvořily smyčky a vodiče tvořily antény. V případě potřeby můžete zvětšit stínící vrstvu, abyste snížili rušení.
- Prostředky blokování rušení
Nejčastěji se při zlepšování EMC používají různé typy indukčností a kondenzátorů a pro různé interference se volí vhodné parametry. Kondenzátor Y a indukčnost souhlasného režimu jsou určeny pro rušení souhlasného režimu a kondenzátor X je určen pro rušení rozdílného režimu. Magnetický kroužek indukčnosti se také dělí na vysokofrekvenční magnetický kroužek a nízkofrekvenční magnetický kroužek a v případě potřeby je třeba přidat dva druhy indukčností současně.
2. Případ optimalizace EMC
V rámci optimalizace EMC bezkartáčového motoru s otáčkami 100 000 ot./min naší společnosti uvádíme několik klíčových bodů, které doufám, že budou užitečné pro všechny.
Aby motor dosáhl vysokých otáček sto tisíc otáček, je počáteční nosná frekvence nastavena na 40 kHz, což je dvakrát více než u jiných motorů. V tomto případě jiné optimalizační metody nedokázaly účinně zlepšit EMC. Frekvence je snížena na 30 kHz a počet přepínání MOS tranzistorů se zkrátí o 1/3, než dojde k významnému zlepšení. Zároveň se zjistilo, že Trr (doba zpětné regenerace) zpětné diody MOS tranzistoru má vliv na EMC, a proto byl zvolen MOS tranzistor s rychlejší dobou zpětné regenerace. Testovací data jsou znázorněna na obrázku níže. Rozsah 500 kHz~1 MHz se zvýšil přibližně o 3 dB a tvar vlny špičky se zploštil:
Vzhledem ke speciálnímu uspořádání desky plošných spojů (PCBA) je nutné propojit dva vodiče vysokého napětí s dalšími signálními vodiči. Po změně vodiče vysokého napětí na kroucenou dvojlinku je vzájemné rušení mezi vodiči mnohem menší. Testovací data jsou znázorněna na obrázku níže a rezerva 24 MHz se zvýšila přibližně o 3 dB:
V tomto případě se používají dvě induktory s běžným režimem, z nichž jeden je nízkofrekvenční magnetický prstenec s indukčností přibližně 50 mH, což výrazně zlepšuje EMC v rozsahu 500 kHz až 2 MHz. Druhý je vysokofrekvenční magnetický prstenec s indukčností přibližně 60 uH, což výrazně zlepšuje EMC v rozsahu 30 MHz až 50 MHz.
Testovací data nízkofrekvenčního magnetického kroužku jsou znázorněna na obrázku níže a celková rezerva se v rozsahu 300 kHz až 30 MHz zvýšila o 2 dB:
Testovací data vysokofrekvenčního magnetického kroužku jsou znázorněna na obrázku níže a rezerva je zvýšena o více než 10 dB:
Doufám, že si všichni vymění názory a prodiskutují optimalizaci EMC a najdou nejlepší řešení v oblasti kontinuálního testování.
Čas zveřejnění: 7. června 2023