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无刷电机电磁兼容辐射整改方案

一.背景与问题分析

近年来随着我国经济水平发展和人民生活水平的提高,消费水平的不断升级,对电子产品的电磁兼容EMC要求越来越高。这就要求技术人员在产品设计初期,既要考虑产品的基本功能,也要兼顾电磁兼容水平,尤其是电磁干扰发射量。否则在产品开发后期进行整改,耗费人力物力,而且改善效果也不明显。无刷直流电机作为许多产品的重要组成部分,例如扫地机,吸尘器,电子门锁,汽车上的雨刮、空调压缩机以及其他各种电动类产品等,电机电磁辐射问题也关乎产品的电磁辐射能否达标。电磁兼容是电机传动中不可忽视的问题,随着电力电子装置在传动系统中的广泛应用,这一问题尤为突出,需对其机理进行深入的研究,并在产品设计、开发过程中采取切实可行的技术措施,这样,才能逐步消除电磁干扰的影响,具有较高的可靠性。

二.整改前


垂直方向



水平方向

三.整改措施

电机电源输入加入BDL滤波器,正负极分别串上磁珠,之后接电机。



四.整改后



垂直方向




水平方向

五:总结与建议

1.无刷直流电机PWM脉宽调制调速是通过斩波器将直流电源斩成PWM波,从而改变加在电枢两端的电压平均值,以调节电动机的转速。

 

2.EMI 两种形式: 传导和辐射。辐射EMI可采用金属盒屏蔽,传导 EMI 则采用滤波器阻止。由于传导EMI和辐射EMI源于同一能量源,能量必须有地方消耗掉,阻断传导EMI通常导致辐射EMI增加,因此,有效的EMI抑制技术依赖于EMI机理的彻底理解,以使在源上减小EMI,而不是仅仅在产生后去阻断。辐射EMI路径难以确定,辐射EMI的机理也就无法完整地分析。相反,传导EMI路径很好确定,分析传导EMI有助于确定EMI源、理解EMI产生的机理,减少这个源头,可有效地减少了传导EMI和辐射EMI。所以,重点是传导EMI。

 

3.差模 EMI

 电机控制器釆用PWM调制,虽然产生了较好的正弦波,但也在输出端叠加了髙次谐波,这些髙次谐波在输出端产生差模干扰。其产生差模干扰的主要原因是功率管的通断使逆变桥输入电流是一个脉动电流信号,从差模电流传播

途径来看,主要在输入测直流母线正负极以及交流线缆上传播。

 

4.共模 EMI 

当IGBT管导通与关断的瞬间,会产生很高的du/dt,通过回路中开关器件、金属引线散热片、外壳等对地的寄生电容进行不断地充放电,产生共模电流。

共模电流路径由一条直流母线, 相地间的寄生电容Cc,大地,交流电源,整流器构成,一部分电流经整流器的寄生电容,直流电容流过。不同设备的共模电流共享大地路径,所以共模EMI水平高,更难抑制。

 

 



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