1. Ursachen der EMV und Schutzmaßnahmen
Bei bürstenlosen Hochgeschwindigkeitsmotoren stehen EMV-Probleme häufig im Mittelpunkt und sind die Schwierigkeit des gesamten Projekts, und der Optimierungsprozess der gesamten EMV nimmt viel Zeit in Anspruch.Daher müssen zunächst die Ursachen für EMV-Überschreitungen richtig erkannt und die entsprechenden Optimierungsmethoden eingesetzt werden.
Die EMV-Optimierung beginnt hauptsächlich in drei Richtungen:
- Verbessern Sie die Störquelle
Bei der Steuerung von bürstenlosen Hochgeschwindigkeitsmotoren ist die Ansteuerschaltung, die aus Schaltgeräten wie MOS und IGBT besteht, die wichtigste Störquelle.Ohne die Leistung des Hochgeschwindigkeitsmotors zu beeinträchtigen, können die Reduzierung der MCU-Trägerfrequenz, die Reduzierung der Schaltgeschwindigkeit der Schaltröhre und die Auswahl der Schaltröhre mit geeigneten Parametern EMV-Störungen wirksam reduzieren.
- Reduzierung des Kopplungsweges der Störquelle
Durch die Optimierung des PCBA-Routings und -Layouts kann die EMV effektiv verbessert werden, und die Kopplung von Leitungen untereinander führt zu stärkeren Interferenzen.Versuchen Sie insbesondere bei Hochfrequenzsignalleitungen zu vermeiden, dass die Leiterbahnen Schleifen und die Leiterbahnen Antennen bilden.Bei Bedarf kann die Abschirmschicht erhöht werden, um die Kopplung zu verringern.
- Mittel zur Blockierung von Störungen
Bei der EMV-Verbesserung werden am häufigsten verschiedene Arten von Induktivitäten und Kondensatoren verwendet, und für unterschiedliche Störungen werden geeignete Parameter ausgewählt.Der Y-Kondensator und die Gleichtaktinduktivität sind für Gleichtaktstörungen und der X-Kondensator für Gegentaktstörungen vorgesehen.Der induktive Magnetring ist außerdem in einen Hochfrequenz-Magnetring und einen Niederfrequenz-Magnetring unterteilt, und bei Bedarf müssen zwei Arten von Induktivitäten gleichzeitig hinzugefügt werden.
2. EMV-Optimierungsfall
Bei der EMV-Optimierung eines bürstenlosen 100.000-U/min-Motors unseres Unternehmens sind hier einige wichtige Punkte aufgeführt, von denen ich hoffe, dass sie für alle hilfreich sind.
Damit der Motor eine hohe Drehzahl von einhunderttausend Umdrehungen erreicht, ist die anfängliche Trägerfrequenz auf 40 kHz eingestellt, was doppelt so hoch ist wie bei anderen Motoren.In diesem Fall konnten andere Optimierungsmethoden die EMV nicht wirksam verbessern.Die Frequenz wird auf 30 kHz reduziert und die Anzahl der MOS-Schaltzeiten wird um 1/3 reduziert, bevor eine deutliche Verbesserung eintritt.Gleichzeitig wurde festgestellt, dass die Trr (Reverse Recovery Time) der Reverse-Diode des MOS einen Einfluss auf die EMV hat, weshalb ein MOS mit einer schnelleren Reverse Recovery Time ausgewählt wurde.Die Testdaten sind in der folgenden Abbildung dargestellt.Der Spielraum von 500 kHz bis 1 MHz hat sich um etwa 3 dB erhöht und die Spitzenwellenform wurde abgeflacht:
Aufgrund der besonderen Anordnung der PCBA gibt es zwei Hochspannungsleitungen, die mit anderen Signalleitungen gebündelt werden müssen.Nachdem die Hochspannungsleitung auf ein verdrilltes Leitungspaar umgestellt wurde, ist die gegenseitige Beeinflussung der Leitungen deutlich geringer.Die Testdaten sind in der folgenden Abbildung dargestellt, und der 24-MHz-Spielraum hat sich um etwa 3 dB erhöht:
In diesem Fall werden zwei Gleichtaktinduktoren verwendet, von denen einer ein Niederfrequenz-Magnetring mit einer Induktivität von etwa 50 mH ist, was die EMV im Bereich von 500 kHz bis 2 MHz deutlich verbessert.Der andere ist ein Hochfrequenz-Magnetring mit einer Induktivität von etwa 60 uH, der die EMV im Bereich von 30 MHz bis 50 MHz deutlich verbessert.
Die Testdaten des Niederfrequenz-Magnetrings sind in der folgenden Abbildung dargestellt, und der Gesamtspielraum wird im Bereich von 300 kHz bis 30 MHz um 2 dB erhöht:
Die Testdaten des Hochfrequenz-Magnetrings sind in der folgenden Abbildung dargestellt, und der Spielraum wird um mehr als 10 dB erhöht:
Ich hoffe, dass jeder seine Meinungen und Ideen zum Thema EMV-Optimierung austauschen und in kontinuierlichen Tests die beste Lösung finden kann.
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 07.06.2023