1. Causas da compatibilidade electromagnética e medidas de protección
Nos motores sen escobillas de alta velocidade, os problemas de compatibilidade electromagnética (EMC) adoitan ser o foco e a dificultade de todo o proxecto, e o proceso de optimización de toda a EMC leva moito tempo. Polo tanto, primeiro debemos recoñecer correctamente as causas polas que a EMC supera o estándar e os métodos de optimización correspondentes.
A optimización da compatibilidade electromagnética (EMC) comeza principalmente desde tres direccións:
- Mellorar a fonte de interferencia
No control de motores sen escobillas de alta velocidade, a fonte de interferencia máis importante é o circuíto de accionamento composto por dispositivos de conmutación como MOS e IGBT. Sen afectar o rendemento do motor de alta velocidade, a redución da frecuencia portadora da MCU, a redución da velocidade de conmutación do tubo de conmutación e a selección do tubo de conmutación cos parámetros axeitados poden reducir eficazmente as interferencias EMC.
- Redución da vía de acoplamento da fonte de interferencia
Optimizar o enrutamento e o deseño da PCBA pode mellorar eficazmente a compatibilidade electromagnética (EMC), e o acoplamento das liñas entre si causará unha maior interferencia. Especialmente para liñas de sinal de alta frecuencia, procure evitar que as trazas formen bucles e as trazas formen antenas. Se é necesario, pode aumentar a capa de blindaxe para reducir o acoplamento.
- Medios para bloquear as interferencias
O máis empregado na mellora da compatibilidade electromagnética (EMC) son os varios tipos de inductancias e condensadores, e selecciónanse parámetros axeitados para diferentes interferencias. O condensador Y e a inductancia de modo común son para a interferencia de modo común, e o condensador X é para a interferencia de modo diferencial. O anel magnético de inductancia tamén se divide nun anel magnético de alta frecuencia e un anel magnético de baixa frecuencia, e cómpre engadir dous tipos de inductancias ao mesmo tempo cando sexa necesario.
2. Caso de optimización de EMC
Na optimización EMC dun motor sen escobillas de 100.000 rpm da nosa empresa, aquí tes algúns puntos clave que espero que sexan útiles para todos.
Para que o motor alcance unha velocidade elevada de cen mil revolucións, a frecuencia portadora inicial establécese en 40 kHz, o dobre que a doutros motores. Neste caso, outros métodos de optimización non puideron mellorar eficazmente a compatibilidade electromagnética (EMC). A frecuencia redúcese a 30 kHz e o número de tempos de conmutación do MOS redúcese en 1/3 antes de que haxa unha mellora significativa. Ao mesmo tempo, descubriuse que o Trr (tempo de recuperación inversa) do díodo inverso do MOS ten un impacto na EMC, e seleccionouse un MOS cun tempo de recuperación inversa máis rápido. Os datos de proba móstranse na figura seguinte. A marxe de 500 kHz ~ 1 MHz aumentou uns 3 dB e a forma de onda do pico aplanouse:
Debido á disposición especial da placa de circuíto impreso (PCBA), hai dúas liñas eléctricas de alta tensión que deben agruparse con outras liñas de sinal. Despois de cambiar a liña de alta tensión a un par trenzado, a interferencia mutua entre os cables é moito menor. Os datos da proba móstranse na figura seguinte e a marxe de 24 MHz aumentou uns 3 dB:
Neste caso, utilízanse dous indutores de modo común, un dos cales é un anel magnético de baixa frecuencia, cunha inductancia duns 50 mH, que mellora significativamente a EMC no rango de 500 kHz a 2 MHz. O outro é un anel magnético de alta frecuencia, cunha inductancia duns 60 uH, que mellora significativamente a EMC no rango de 30 MHz a 50 MHz.
Os datos de proba do anel magnético de baixa frecuencia móstranse na figura seguinte e a marxe global aumenta en 2 dB no rango de 300 KHZ ~ 30 MHz:
Os datos de proba do anel magnético de alta frecuencia móstranse na figura seguinte e a marxe aumenta en máis de 10 dB:
Espero que todos poidan intercambiar opinións e facer unha chuvia de ideas sobre a optimización de EMC e atopar a mellor solución nas probas continuas.
Data de publicación: 07-06-2023