由于电磁环境越来越复杂,对产品的电磁辐射要求慢慢的升高,慢慢的变多的产品不得不考虑电磁兼容问题。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,常见的电机可分为有刷电机和无刷电机,本文将主要围绕直流有刷电机的噪声来源做多元化的分析并提出对应的解决对策,最后进行实际案例分享。
根据左手定则,伸开左手,让磁感线穿入手心(手心对准N极,手背对准S极),四指指向电流方向,那么大拇指的方向就是导体受力方向。如下图:
S和N为永磁体,此时线圈在磁场中受力的作用沿顺时针方向转动,由于换向器的存在,在线°后线圈的电流依旧是左边流入右边流出,线圈保持沿顺时针方向转动。当线圈和换向器变为两组,三组甚至更多之后,就是我们常见的有刷电机。所以,有刷电机的常见结构主要为:永磁体(定子)+线圈绕组(转子)+换向器+碳刷,如下图所示:
电机在工作过程中,换向器不停地转动,在这样的一个过程中换向片与碳刷之间会不停地快速地摩擦,进而产生拉电弧现象,电弧产生高频噪声,高频噪声通过电机引线和电机缝隙向外辐射。 一般电机都有金属外壳,可以对电机内部通过空间辐射的噪声进行屏蔽和吸收,但是还有通过电机引线辐射出来的噪声,需要仔细考虑对电机引线做处理,例如在电机的结构中增加一块滤波小板,通过滤波小板将电机引线与外部引线隔离,减少电机辐射。 目前在很多电机上都能够正常的看到已经有做了一些滤波处理,之前改过的一款客户电机,其内部的小板及其等效电路如下:
采用上图这种电感+电容的滤波方式,辐射测试超标严重,无法通过测试,这种滤波方式只考虑了差模噪声干扰,而忽视了电机引线存在的共模噪声干扰。 对于电机辐射干扰,通常要同时考虑共模噪声和差模噪声,以下是电机共模和差模辐射模型简图:
在图中,回路1和回路2为共模噪声回路,其中C1,C2,C3为电路中的寄生电容,回路3为差模噪声回路。一般而言,回路面积越大,辐射越强,由图可知,共模噪声的回路面积远大于差模噪声回路。综上,电机辐射包含共模噪声和差模噪声,其模噪声辐射能量更强。
优点:共模电感可以针对共模噪声有效滤波,电容针对差模噪声,跟直流电机最近的电感L1和L2能有效抑制电机换向器的电磁火花;
缺点:共模滤波器和电感需要仔细考虑器件的电流的大小,而且封装一般都比较大,需要仔细考虑空间成本。
优点:可以同时滤除共模噪声和差模噪声,由于BDL的特点,滤波性能优于电容以及共模电感,滤波频段能够达到GHz,且具有较高的耐压值。
缺点:上图中的PE一般为电机金属外壳,滤波小板上除了电机引线外,需要有额外的地并与金属外壳连接,而且这两者的导通性的优劣对滤波效果有较大影响。
以下是帮客户整改的一款用于气泵的电机,应用的方案是:BDL+磁珠+电容,加电容的最大的目的是为了让数据整体的余量更多。
有刷电机EMC问题与电机转速、碳刷的拉弧程度以及电机的结构等都有关系,不存在固定的解决方案,应该要依据不同的电机特性进行方案调整,韬略科技在电机EMC整改方面已经积累了丰富的经验,期待能为您服务。
随着过去十数年无线通讯技术的加快速度进行发展与规格的不断进化,各种不同的无线技术不论是GSM、GPS、WLAN(如Wi-Fi)、Bluetooth 等都开始逐渐出现、并普及于日常生活中。无线通讯技术本身即已博大精深,而在导入至各式电子装置与应用领域时,更必须考虑到电磁干扰(Electromagnetic Interference,即一般通称的EMI)与电磁兼容(Electromagnetic Compatibility,EMC)的问题,以避免相关功能受到干扰而产生讯号劣化、影响其正常运作。然而,尽管世界各地已纷纷立法建立相关的电磁规范,关注于对电磁辐射与RF(Radio Frequency)射频的限制,但在面对不同通讯模块彼此间可能会产生相互
分析 /
一、直流电机分类 电机分类 二、有刷电机的架构 三、有刷电机的EMI来自什么地方? 电机在转动换向过程中,碳刷在不断的拉电弧, 产生干扰频谱较宽且连续分布; 高频噪声通过电机引线及外壳缝隙往外辐射。 四、传统处理方案 有没有一种简洁有效方法滤除电机噪声呢? ——— BDL滤波器在电机上的应用 五、BDL滤波器方案与传统方案对比 六、3系电机(8000 RPM)EMI解决方案对比 七、BDL在7系电机18000转的应用 八、BDL对比传统方法的优点 1、滤波效果好,滤波频段宽,方案成本低;(最多可节省5.0RMB) 2、单颗器件代替多种不同参数器件组合,减少研发时间; 3、贴片工艺,减少人工焊接成本,简化生产
辐射解决方案 /
摘要:针对当前严峻的电磁环境,分析了电磁干扰的来源,通过产品研究开发流程的分解,融入电磁兼容设计,从原理图设计、PCB设计、元器件选型、系统布线、系统接地等方面逐步分析,总结概括电磁兼容设计要点,最后,介绍了电磁兼容测试的相关联的内容。 当前,日益恶化的电磁环境,使我们逐渐关注设备的工作环境,日益关注电磁环境对电子设备的影响,从设计开始,融入电磁兼容设计,使电子设备更可靠的工作。 电磁兼容设计主要包含浪涌(冲击)抗扰度、振铃波浪涌抗扰度、电快速瞬变脉冲群抗扰度、电压暂降、短时中断和电压变化抗扰度、工频电源谐波抗扰度、静电抗扰度、射频电磁场辐射抗扰度、工频磁场抗扰度、脉冲磁场抗扰度、传导骚扰、辐射骚扰、射频场感应的传导抗扰度等相关设计。
设计及测试技巧 /
电磁干产生于干扰源,它是一种来自外部的、并有损于有用信号的电磁现象。由电磁干扰源发生的电磁能,经某种传播途径传输至敏感设备,敏感设备又对此表现出某种形式的“响应”,并产生干扰的“效果”,该作用过程及其结果,称为电磁干扰效应。在人们的生活中,电磁干扰效应都会存在,形式各异。如果干扰效应十分严重,设备或系统失灵,导致严重故障或事故,这被称为电磁兼容性故障。显而易见,电磁干扰已是现代电子技术发展道路上必须逾越的巨大障碍。为保障电子系统或设备的正常工作,必须研究电磁干扰,分析预测干扰,限制人为干扰强度,研究抑制干扰的有效技术方法,提高抗干扰能力,并对电磁环境进行合理化设计。 现代的电子科技类产品,功能越来越强大,电子线路也慢慢变得复杂,电磁干
分析 /
所谓EMC就是:设备或系统在其电磁环境中能正常工作,且不对该环境中任何事物构成不能承受的电磁骚扰的能力。EMC测试包括两大方面内容:对其向外界发送的电磁骚扰强度来测试,以便确认是不是满足有关标准规定的限制值要求;对其在规定电磁骚扰强度的电磁环境条件下进行敏感度测试,以便确认是不是满足有关标准规定的抗扰度要求。对于从事单片机应用系统模块设计的工程技术人员来说,掌握一定的EMC测试技术是十分必要的。EMC是电磁兼容(Electro-Magnetic Compatibility)的缩写,它包括电磁干扰(EMI)和电磁敏感性(EMS)两部分。由于电器产品在使用时对其它电器有电磁干扰,或受到其它电器的电磁干扰,它不仅关系到产品工作的可靠性和安全性
近日,德国莱茵TUV大中华区(以下简称“TUV莱茵”)位于上海及广州的汽车电子电磁兼容(EMC)实验室获得中国长城汽车股份有限公司(以下简称“长城汽车”)光束汽车项目在EMC和电气负荷检验测试方面的授权认可。其中,TUV莱茵广州EMC实验室是华南地区唯一一家授权实验室。此次获长城汽车光束汽车项目的认可,证明了TUV莱茵在专业技术人员配备、实验室资质和技术能力、增值服务等方面再次得到国内主流车企的肯定。 TUV莱茵汽车电子EMC实验室喜获长城汽车认可 2019年11月29日,长城汽车与宝马集团合资的光束汽车项目真正开始启动,双方将整合优势资源携手进行纯电动汽车的联合研发和生产,包括未来的MINI纯电动汽车以及长城汽车旗下新产品。这不仅是
实验室喜获长城-宝马合资光束汽车项目认可 /
引言 LCD视频显示屏在汽车领域的应用越来越普遍,坚固的设计、小巧的尺寸及低廉的成本使其很适合安全、导航及信息娱乐系统。LCD显示屏是数字装置,每个像素为离散的数字值。由于驱动这些显示屏的媒体/图像信号源通常也为数字格式,因此,数字链路是连接视频信号源和显示屏最简单、性能最高的方式。视频链路的数字通道一定要有足够的带宽,例如640 x 480像素的彩色显示屏工作于30fps (帧/秒)。如果每个像素的红、绿、蓝信号仅有6位分辨率,对应的数据率则为640 x 480 x 30 x 18 = 166Mbps。实际传输速率必须略高一些,因为正常工作需要消隐时间。许多显示屏具有更多像素和/或更高的像素分辨率,从而使码率大大提升
标准的SerDes——基本测试策略和指南 /
随着单片机系统愈来愈普遍地应用于消费类电子、医疗、工业自动化、智能化仪器仪表、航空航天等各领域,单片机系统面临着电磁干扰(EMI)日益严重的威胁。电磁兼容性(EMC)包含系统的发射和敏感度两方面的问题。如果一个单片机系统符合下面三个条件,则该系统是电磁兼容的: ① 对其它系统不产生干扰; ② 对其它系统的发射不敏感; ③ 对系统本身不产生干扰。 假若干扰不能完全消除,但也要使干扰减少到最小。干扰的产生不是直接的(通过导体、公共阻抗耦合等),就是间接的(通过串扰或辐射耦合)。电磁干扰的产生是通过导体和通过辐射,很多电磁发射源,如光照、继电器、DC电机和日光灯都可引起干扰;AC电源线、互连电缆、金属电缆和
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