KIIRE HARJATA MOOTORI EMC OPTIMEERIMINE

1. Elektromagnetilise ühilduvuse põhjused ja kaitsemeetmed

Kiirete harjadeta mootorite puhul on EMC-probleemid sageli kogu projekti keskmes ja raskuseks ning kogu EMC optimeerimisprotsess võtab palju aega. Seetõttu peame kõigepealt õigesti tuvastama standardist ületava EMC põhjused ja vastavad optimeerimismeetodid.

EMC optimeerimine algab peamiselt kolmest suunast:

• Parandage häirete allikat

Kiirete harjadeta mootorite juhtimisel on kõige olulisem häirete allikas MOS- ja IGBT-tüüpi lülitusseadmetest koosnev ajamiahel. MCU kandesageduse vähendamine, lülituslambi lülituskiiruse vähendamine ja sobivate parameetritega lülituslambi valimine aitab tõhusalt vähendada elektromagnetilist ühilduvust (EMC), ilma et see mõjutaks kiire mootori jõudlust.

• Häireallika sidestusraja vähendamine

PCBA marsruudi ja paigutuse optimeerimine võib tõhusalt parandada elektromagnetilist ühilduvust ning liinide omavaheline ühendamine põhjustab suuremaid häireid. Eriti kõrgsageduslike signaaliliinide puhul tuleks püüda vältida silmuste ja antennide moodustamist jälgedes. Vajadusel saab sidestuse vähendamiseks suurendada varjestuskihti.

• Häirete blokeerimise vahendid

Elektromagnetilise ühilduvuse parandamiseks kasutatakse kõige sagedamini erinevat tüüpi induktiivsusi ja kondensaatoreid ning erinevate häirete jaoks valitakse sobivad parameetrid. Y-kondensaator ja ühisrežiimi induktiivsus on mõeldud ühisrežiimi häirete jaoks ning X-kondensaator diferentsiaalrežiimi häirete jaoks. Induktiivsusmagnetiline rõngas jaguneb samuti kõrgsageduslikuks magnetrõngaks ja madalsageduslikuks magnetrõngaks ning vajadusel tuleb samaaegselt lisada kahte tüüpi induktiivsusi.

2. EMC optimeerimise juhtum

Meie ettevõtte 100 000 p/min harjadeta mootori EMC-optimeerimisel on siin mõned põhipunktid, mis loodetavasti on kõigile abiks.

Selleks, et mootor saavutaks saja tuhande pöördeni suure kiiruse, seatakse algne kandesagedus 40 kHz-le, mis on kaks korda kõrgem kui teistel mootoritel. Sel juhul ei ole teised optimeerimismeetodid suutnud elektromagnetilist ühilduvust tõhusalt parandada. Sagedust vähendatakse 30 kHz-ni ja MOS-i lülituskordade arvu vähendatakse 1/3 võrra, enne kui toimub märkimisväärne paranemine. Samal ajal leiti, et MOS-i pöörddioodi Trr (vastupidise taastumisaeg) mõjutab elektromagnetilist ühilduvust ja valiti kiirema tagumise taastumisajaga MOS. Testiandmed on näidatud alloleval joonisel. 500 kHz ~ 1 MHz varu on suurenenud umbes 3 dB võrra ja piiklainekuju on lamenenud:

PCBA spetsiaalse paigutuse tõttu on kaks kõrgepingeliini, mis tuleb teiste signaaliliinidega ühendada. Pärast kõrgepingeliini keerdpaariks muutmist on juhtmete vastastikune interferents palju väiksem. Testiandmed on näidatud alloleval joonisel ja 24 MHz varu on suurenenud umbes 3 dB võrra:

Sel juhul kasutatakse kahte ühisrežiimi induktiivpooli, millest üks on madalsageduslik magnetrõngas induktiivsusega umbes 50 mH, mis parandab oluliselt elektromagnetilist ühilduvust sagedusvahemikus 500 kHz kuni 2 MHz. Teine on kõrgsageduslik magnetrõngas induktiivsusega umbes 60 μH, mis parandab oluliselt elektromagnetilist ühilduvust sagedusvahemikus 30 MHz kuni 50 MHz.

Madala sagedusega magnetilise rõnga katseandmed on näidatud alloleval joonisel ja üldist varu suurendatakse 2 dB võrra vahemikus 300 kHz kuni 30 MHz:

Kõrgsagedusliku magnetrõnga katseandmed on näidatud alloleval joonisel ja marginaali suurendatakse rohkem kui 10 dB võrra:

Loodan, et kõik saavad elektromagnetilise ühilduvuse optimeerimise üle arvamusi vahetada ja ajurünnakuid teha ning pideva testimise abil parima lahenduse leida.