1. Príčiny elektromagnetickej kompatibility a ochranné opatrenia
Pri vysokorýchlostných bezkartáčových motoroch sú problémy s elektromagnetickou kompatibilitou (EMC) často stredobodom záujmu a ťažkosťou celého projektu a proces optimalizácie celej EMC trvá veľa času. Preto je potrebné najprv správne rozpoznať príčiny prekročenia štandardu EMC a použiť zodpovedajúce optimalizačné metódy.
Optimalizácia EMC začína hlavne z troch smerov:
- Zlepšite zdroj rušenia
Pri riadení vysokorýchlostných bezkartáčových motorov je najdôležitejším zdrojom rušenia budiaci obvod zložený zo spínacích zariadení, ako sú MOS a IGBT. Zníženie nosnej frekvencie MCU, zníženie rýchlosti spínania spínacej trubice a výber spínacej trubice s vhodnými parametrami môže účinne znížiť rušenie EMC bez ovplyvnenia výkonu vysokorýchlostného motora.
- Zníženie väzbovej dráhy zdroja rušenia
Optimalizácia smerovania a rozloženia dosiek plošných spojov môže účinne zlepšiť elektromagnetickú kompatibilitu (EMC) a prepojenie vedení navzájom spôsobí väčšie rušenie. Najmä pri vysokofrekvenčných signálnych vedeniach sa snažte vyhnúť tomu, aby trasy tvorili slučky a trasy tvorili antény. V prípade potreby môžete zväčšiť tieniacu vrstvu, aby ste znížili prepojenie.
- Prostriedky na blokovanie rušenia
Najčastejšie sa pri zlepšovaní EMC používajú rôzne typy indukčností a kondenzátorov a pre rôzne rušenia sa vyberajú vhodné parametre. Kondenzátor Y a indukčnosť spoločného režimu slúžia na rušenie spoločného režimu a kondenzátor X slúži na rušenie diferenciálneho režimu. Magnetický krúžok indukčnosti je tiež rozdelený na vysokofrekvenčný magnetický krúžok a nízkofrekvenčný magnetický krúžok a v prípade potreby je potrebné súčasne pridať dva druhy indukčností.
2. Prípad optimalizácie EMC
V rámci optimalizácie EMC bezkefkového motora s otáčkami 100 000 ot./min. v našej spoločnosti uvádzame niekoľko kľúčových bodov, ktoré dúfam, že budú užitočné pre všetkých.
Aby motor dosiahol vysokú rýchlosť stotisíc otáčok, počiatočná nosná frekvencia je nastavená na 40 kHz, čo je dvakrát viac ako u iných motorov. V tomto prípade iné optimalizačné metódy nedokázali účinne zlepšiť EMC. Frekvencia je znížená na 30 kHz a počet spínacích časov MOS sa zníži o 1/3, kým sa nedosiahne významné zlepšenie. Zároveň sa zistilo, že Trr (doba spätnej obnovy) spätnej diódy MOS má vplyv na EMC, a preto bol zvolený MOS s rýchlejšou dobou spätnej obnovy. Testovacie údaje sú znázornené na obrázku nižšie. Rozpätie 500 kHz ~ 1 MHz sa zvýšilo približne o 3 dB a priebeh impulzu sa sploštil:
Vďaka špeciálnemu usporiadaniu dosky plošných spojov (PCBA) je potrebné zviazať dva vysokonapäťové elektrické vodiče s ďalšími signálnymi vodičmi. Po zmene vysokonapäťového vedenia na krútený pár je vzájomné rušenie medzi vodičmi oveľa menšie. Testovacie údaje sú znázornené na obrázku nižšie a rezerva 24 MHz sa zvýšila približne o 3 dB:
V tomto prípade sa používajú dve induktory s bežným režimom, z ktorých jeden je nízkofrekvenčný magnetický krúžok s indukčnosťou približne 50 mH, čo výrazne zlepšuje EMC v rozsahu 500 kHz až 2 MHz. Druhý je vysokofrekvenčný magnetický krúžok s indukčnosťou približne 60 uH, čo výrazne zlepšuje EMC v rozsahu 30 MHz až 50 MHz.
Testovacie údaje nízkofrekvenčného magnetického krúžku sú znázornené na obrázku nižšie a celková rezerva sa v rozsahu 300 kHz až 30 MHz zvyšuje o 2 dB:
Testovacie údaje vysokofrekvenčného magnetického krúžku sú znázornené na obrázku nižšie a rezerva je zvýšená o viac ako 10 dB:
Dúfam, že si všetci vymenia názory a spoločne preberú myšlienky optimalizácie EMC a nájdu najlepšie riešenie v oblasti nepretržitého testovania.
Čas uverejnenia: 7. júna 2023