KIIRE HARJATA MOOTORI EMC OPTIMISEERIMINE

1. Elektromagnetilise ühilduvuse põhjused ja kaitsemeetmed

Kiirete harjadeta mootorite puhul on EMC probleemid sageli kogu projekti fookuses ja raskustes ning kogu EMC optimeerimisprotsess võtab palju aega.Seetõttu peame esmalt õigesti ära tundma EMC normi ületamise põhjused ja vastavad optimeerimismeetodid.

EMC optimeerimine algab peamiselt kolmest suunast:

• Parandage häirete allikat

Kiirete harjadeta mootorite juhtimisel on kõige olulisem häirete allikas ajamiahel, mis koosneb lülitusseadmetest, nagu MOS ja IGBT.Ilma suure kiirusega mootori jõudlust mõjutamata saab MCU kandesageduse vähendamine, lülitustoru lülituskiiruse vähendamine ja sobivate parameetritega lülitustoru valimine tõhusalt vähendada EMC häireid.

• Häireallika ühendustee vähendamine

PCBA marsruutimise ja paigutuse optimeerimine võib tõhusalt parandada EMC-d ning liinide ühendamine üksteisega põhjustab suuremaid häireid.Eriti kõrgsageduslike signaaliliinide puhul püüdke vältida silmuseid ja antenne moodustavaid jälgi.Vajadusel võib sidestuse vähendamiseks suurendada varjestuskihti.

• Häirete blokeerimise vahendid

Kõige sagedamini kasutatakse elektromagnetilise ühilduvuse parandamisel erinevat tüüpi induktiive ja kondensaatoreid ning erinevate häirete jaoks valitakse sobivad parameetrid.Y kondensaator ja ühisrežiimi induktiivsus on ühisrežiimi häirete jaoks ja X kondensaator on diferentsiaalrežiimi häirete jaoks.Induktiivsusmagnetrõngas jaguneb ka kõrgsageduslikuks magnetrõngaks ja madalsageduslikuks magnetrõngaks ning vajadusel tuleb korraga lisada kahte tüüpi induktiivsust.

2. EMC optimeerimise juhtum

Meie ettevõtte 100 000 p/min harjadeta mootori elektromagnetilise ühilduvuse optimeerimisel on siin mõned põhipunktid, mis loodetavasti on kasulikud kõigile.

Selleks, et mootor saavutaks suure kiiruse sada tuhat pööret, on algseks kandesageduseks seatud 40KHZ, mis on kaks korda kõrgem kui teistel mootoritel.Sel juhul ei ole teised optimeerimismeetodid suutnud EMC-d tõhusalt parandada.Sagedust vähendatakse 30KHZ-ni ja MOS-i lülitusaegade arvu vähendatakse 1/3 võrra, enne kui on märgatav paranemine.Samal ajal leiti, et MOS-i pöörddioodi Trr (reverse recovery time) avaldab mõju EMC-le ja valiti kiirema vastupidise taastumisajaga MOS.Katseandmed on sellised, nagu on näidatud alloleval joonisel.Varu 500KHZ ~ 1MHZ on suurenenud umbes 3 dB võrra ja teravik lainekuju on tasandatud:

PCBA erilise paigutuse tõttu on kaks kõrgepingeliini, mis tuleb ühendada teiste signaaliliinidega.Pärast kõrgepingeliini muutmist keerdpaariks on juhtmete vastastikused häired palju väiksemad.Katseandmed on sellised, nagu on näidatud alloleval joonisel ja 24 MHz marginaal on suurenenud umbes 3 dB võrra:

Sel juhul kasutatakse kahte tavarežiimiga induktiivpooli, millest üks on madalsageduslik magnetrõngas, mille induktiivsus on umbes 50mH, mis parandab oluliselt EMC-d vahemikus 500KHZ~2MHZ.Teine on kõrgsageduslik magnetrõngas, mille induktiivsus on umbes 60uH, mis parandab oluliselt EMC-d vahemikus 30MHZ ~ 50MHZ.

Madalsagedusliku magnetrõnga katseandmed on näidatud alloleval joonisel ja üldist varu suurendatakse 2 dB võrra vahemikus 300KHZ ~ 30MHZ:

Kõrgsagedusliku magnetrõnga katseandmed on näidatud alloleval joonisel ja varu on suurenenud rohkem kui 10 dB:

Loodan, et kõik saavad EMC optimeerimise teemal arvamusi vahetada ja ajurünnakuid teha ning pideva testimise käigus leida parima lahenduse.