Metoda e Dizajnit dhe Zbatimit EMC të Motor BLDC

Parimi: Sipas ekuacioneve të Maxwell, ndërhyrja elektromagnetike përhapet në formën e valëve elektromagnetike, të cilat përmbajnë përbërës të fushës elektrike dhe magnetike alternative. Metalet kanë përçueshmëri të lartë elektrike dhe përshkueshmëri magnetike. Kur ndërhyrja elektromagnetike është incident në shtresën e mbrojtjes metalike, sipas ligjit të induksionit elektromagnetik, fusha elektrike do të drejtojë elektronet e lira në metal për të lëvizur në një mënyrë të drejtuar, duke gjeneruar kështu një rrymë të induktuar. Sipas ligjit të Lenz, fusha magnetike e ngacmuar nga rryma e induktuar është e kundërt me fushën magnetike të ndërhyrjes së incidentit, dhe të dy janë mbivendosur ndaj njëri -tjetrit për të kompensuar në mënyrë efektive një pjesë të fushës magnetike të ndërhyrjes; Në të njëjtën kohë, sipas kushteve kufitare të fushës elektrike, shtresa e mbrojtjes metalike mund të ndërpresë rrugën e përhapjes së fushës elektrike, duke arritur kështu një efekt mbrojtës.

Operacioni specifik: Në procesin e prodhimit të motorit, bazuar në vetitë elektromagnetike të materialit, lidhjet e aluminit (përçueshmëria elektrike e të cilit është rreth 3.5 × 10⁷ S/m dhe përshkueshmëria magnetike relative është afër 1) dhe lidhjet e nikelit të hekurit (me përshkueshmëri të lartë magnetike, siç është permalloy, e cila mund të arrijë 10⁵ në një fushë të dobët magnetike) janë të preferuara si materiale motorike të strehimit motorikë. Dhe të miratojë teknologji të përparuar të vulosjes, të tilla si saldimi me lazer, sealant metalik, etj., Për të minimizuar boshllëqet dhe vrimat në guaskë për të parandaluar rrjedhjen e ndërhyrjes elektromagnetike. Merrni motorin BLDC në një pajisje automatizimi industrial si një shembull. Përdor një guaskë aliazh alumini. Përmes teknologjisë së saktë të përpunimit të CNC, hendeku në bashkimin e guaskës është më pak se 0.1 mm, gjë që zvogëlon në mënyrë efektive intensitetin e rrezatimit elektromagnetik. Për qarkun e makinës, sipas madhësisë së tabelës së qarkut dhe intensitetit të ndërhyrjes elektromagnetike, zgjidhet një mbulesë mbrojtëse metalike me trashësi të përshtatshme, siç është një mbulesë mbrojtëse bakri me një trashësi prej 0.5-1 mm, dhe shapelin metalik është ngjitur nga teknologjia e montimit të sipërfaqes (SMT) për të siguruar që një lidhje elektrike me pamje të ulët të jetë e formuar midis mbulesës mbrojtëse dhe shapelit të rrethit.

Shënim: Në procesin e projektimit mbrojtës, udhëzimet e projektimit të pajtueshmërisë elektromagnetike duhet të ndiqen rreptësisht për të shmangur formimin e burimeve të reja të ndërhyrjes midis shtresave të ndryshme mbrojtëse. Për shembull, në sistemet elektronike automobilistike, strehimi motorik dhe mbulesa e mbrojtjes së qarkut të makinës duhet të shoqërohen AC përmes kondensatorëve, dhe pajisjet e izolimit siç janë optocouplers përdoren për izolimin elektrik për të parandaluar ndërhyrjen e re elektromagnetike të shkaktuar nga rryma e gjeneruar nga ndryshimi i mundshëm. Përveç kësaj, tokëzimi i shtresës mbrojtëse është shumë i rëndësishëm. Sipas teorisë së tokëzimit, është e nevojshme të sigurohet që rezistenca e tokëzimit të jetë më e vogël se 0.1Ω për të arritur mbrojtje efikase elektromagnetike.

2. Ndërtimi i kujdesshëm i sistemit të tokëzimit

Parimi: Sipas ligjit të Ohm dhe ligjit të Kirchhoff, qëllimi thelbësor i tokëzimit është të sigurojë një rrugë kthimi me rezistencë të ulët për rrymën, në mënyrë që guaska metalike e pajisjeve të jetë në të njëjtin potencial me Tokën. Kjo jo vetëm që mund të shmangë tensionin e lartë të shkaktuar nga akumulimi statik i energjisë elektrike dhe induksioni elektromagnetik nga shkaktimi i dëmtimit të pajisjeve dhe personelit, por gjithashtu shtyp në mënyrë efektive ndërhyrjen elektromagnetike bazuar në parimin e induksionit elektromagnetik. Kur ndodh induksioni elektromagnetik në pajisje, sistemi i tokëzimit mund të prezantojë shpejt rrymën e induktuar në tokë, duke zvogëluar kështu forcën elektromotore të induktuar në pajisje.

Operacioni specifik: guaska metalike e motorit është e lidhur me tokën përmes një teli të dedikuar tokësor. Sipas standardit aktual të llogaritjes së kapacitetit mbajtës të telave dhe kabllove, zona ndër-seksionale e telit të tokëzimit duhet të llogaritet dhe të zgjidhet me saktësi sipas fuqisë së vlerësuar të motorit dhe rrymës maksimale të qarkut të shkurtër që mund të gjenerohet për të siguruar kapacitetin e mjaftueshëm aktual të mbajtjes. Në një motor industrial 5kW BLDC, një tel për tokëzimin e bakrit me një zonë kryq seksionale prej 6 mm² është zgjedhur pas llogaritjes për të përmbushur kërkesat aktuale të mbajtjes nën rrymën me qark të shkurtër. Në qarkun e makinës, kur përdoret një bord qark i shtypur me shumë shtresa (PCB), një shtresë përcaktohet posaçërisht si aeroplan tokësor, dhe softueri profesional i projektimit PCB (siç është Designer Altium) përdoret për të paraqitur në mënyrë të arsyeshme VIA në tokë për të siguruar që kunjat tokësore të secilit përbërës mund të lidhen me aeroplanin tokësor afër. Për disa pjesë kryesore të qarkut analog, siç është qarku i përpunimit të sinjalit të sensorit të pozicionit të motorit, përdoret një metodë e vetme e tokëzimit me një pikë për të zvogëluar në mënyrë efektive ndërhyrjen e shkaktuar nga ndryshimi i mundshëm në tokë.

Shënim: Sisteme të ndryshme të tokëzimit duhet të ndjekin rreptësisht specifikimet e projektimit të pajtueshmërisë elektromagnetike për të shmangur ndërhyrjen e ndërsjellë. Për shembull, në pajisjet mjekësore, tokëzimi i fortë aktual dhe tokëzimi i dobët aktual duhet të përdorin mbathje të pavarura të tokëzimit, dhe lidhjet ekuivalente duhet të bëhen në autobusin tokësor për të parandaluar ndërhyrjet e forta të rrymës nga hyrja në qarkun e dobët të rrymës përmes sistemit të tokëzimit. Në të njëjtën kohë, sipas standardeve përkatëse (të tilla si GB 50169-2016 'Ndërtimi i pajisjes së inxhinierisë së instalimit elektrik ndërtimi dhe specifikimet e pranimit '), besueshmëria e lidhjes tokëzuese testohet rregullisht për të siguruar që rezistenca e tokëzimit të ruhet gjithmonë brenda intervalit të specifikuar.

3. Konfigurimi i arsyeshëm i filtrave

Parimi: Ndërhyrja e kryer në linjën e energjisë kryesisht përfshin ndërhyrjen e mënyrës së zakonshme dhe ndërhyrjen e mënyrës diferenciale. Induktori i modalitetit të zakonshëm përdor strukturën e tij të veçantë të dredha-dredha paralele me dy tela për të bërë fluksin magnetik të gjeneruar nga rryma e modës së zakonshme në dy dredha-dredha mbivendoset njëra-tjetrën, duke paraqitur kështu një rezistencë të lartë karakteristike me rrymën e modës së zakonshme dhe duke shtypur në mënyrë efektive ndërhyrjen e modës së zakonshme; Kondensatori i modalitetit diferencial ka një karakteristikë të ulët të rezistencës ndaj rrymës së modalitetit diferencial bazuar në karakteristikën e reaktivitetit kondensues të kondensatorit (x_c = frac {1} {2 pi fc}), dhe mund të anashkalojë sinjalin e ndërhyrjes në modalitetin diferencial me frekuencë të lartë. Filtri me kalim të ulët në linjën e transmetimit të sinjalit bazohet në karakteristikat e përgjigjes së frekuencës së qarkut LC. Duke zgjedhur në mënyrë të arsyeshme parametrat e induktorit dhe kondensatorit, lejon që sinjalet me frekuencë të ulët të kalojnë përmes dhe të zbusin në mënyrë efektive sinjalet e ndërhyrjes me frekuencë të lartë.

Operacioni specifik: Në fundin e hyrjes së energjisë, sipas tensionit, gamës së frekuencës së rrymës dhe ndërhyrjes së furnizimit me energji elektrike, përdorni softuerin e analizës së qarkut (siç është PSPICE) për llogaritjen e saktë, dhe zgjidhni induktorin e modalitetit të zakonshëm dhe kondensatorin e modës diferenciale me parametra të përshtatshëm për të formuar një filtër. Për shembull, për një furnizim me energji hyrëse 220V, 50Hz AC, induktanca e induktorit të modalitetit të zakonshëm mund të zgjidhet si 5MH, dhe kapaciteti i kondensatorit të modalitetit diferencial mund të zgjidhet si 0.47 μF. Në furnizimin me energji elektrike të makinës Motor BLDC të një kondicioneri shtëpiak, pasi të keni përdorur filtrin me këtë parametër, ndërhyrja e kryer në linjën e energjisë është zvogëluar shumë, duke përmbushur standardet përkatëse të pajtueshmërisë elektromagnetike. Në linjën e transmetimit të sinjalit, sipas frekuencës dhe gjerësisë së brezit të sinjalit, teoria e projektimit të filtrit përdoret për të hartuar një filtër me kalim të ulët me një frekuencë të përshtatshme të ndërprerjes. Për shembull, për një linjë të transmetimit të sinjalit 1MHz, frekuenca e ndërprerjes së filtrit me kalim të ulët është vendosur në 5MHz me llogaritjen, e cila në mënyrë efektive filtron sinjalet e ndërhyrjes me frekuencë të lartë.

Shënim: Përzgjedhja e parametrave të filtrit duhet të përputhet me saktësi me rezistencën aktuale dhe karakteristikat e frekuencës së qarkut, përndryshe efekti i pritshëm i filtrimit mund të mos arrihet. Në të njëjtën kohë, pozicioni i instalimit të filtrit është thelbësor. Shtë e nevojshme të ndiqni parimin e rrugës më të shkurtër të përhapjes së ndërhyrjes elektromagnetike, të përpiqeni të jeni afër burimit të ndërhyrjes dhe qarkut të mbrojtur dhe të zvogëloni bashkimin e sinjalit të ndërhyrjes gjatë procesit të transmetimit.

Parimi: Sipas formulës së çift rrotullimit elektromagnetik të motorit t = k_ti (ku k_t është konstanta e çift rrotullues dhe unë është rryma), cikli i frekuencës dhe detyrës së sinjalit PWM do të ndikojë drejtpërdrejt në shkallën e ndryshimit të rrymës dhe voltazhit të motorit, duke gjeneruar kështu ndërhyrjen elektromagnetike të degëve të ndryshme. Kur frekuenca PWM rezonon me frekuencën natyrore ose frekuencën e ndjeshme të qarqeve të tjera, intensiteti i ndërhyrjes do të rritet në mënyrë eksponenciale sipas teorisë së dridhjeve. Teknologjia e rastësishme PWM prezanton një sekuencë pseudo-të rastit për të prishur frekuencën fikse të sinjalit PWM, në mënyrë që energjia e ndërhyrjes të shpërndahet në mënyrë të barabartë në një gamë më të gjerë të frekuencës. Sipas teorisë së densitetit të spektrit të energjisë, ajo në mënyrë efektive zvogëlon intensitetin e ndërhyrjes në një frekuencë specifike.

Operacioni specifik: Kur hartoni algoritmin e kontrollit PWM, përdorni mjetet e analizës së spektrit (siç është analizuesi FFT) për të analizuar në mënyrë gjithëpërfshirëse frekuencat e funksionimit të qarqeve të tjera në sistem për të përcaktuar një gamë të arsyeshme të frekuencës PWM për të shmangur mbivendosjen me frekuenca të ndjeshme. Për teknologjinë e rastësishme PWM, një gjenerator i numrave pseudo-ras i rastësishëm i bazuar në një regjistër linear të ndërrimit të feedback-ut (LFSR) përdoret për të gjeneruar një sinjal kontrolli që ndryshon nga frekuenca, në mënyrë që frekuenca e sinjalit PWM luhatet rastësisht brenda intervalit të vendosur të frekuencës, dhe diapazoni i luhatjes në përgjithësi mund të vendoset në ± 15%. Në sistemin e kontrollit motorik BLDC të një automjeti elektrik, intensiteti i ndërhyrjes elektromagnetike u zvogëlua me më shumë se 10dB pasi u përdor teknologjia e rastësishme PWM, duke përmirësuar në mënyrë efektive pajtueshmërinë elektromagnetike të sistemit.

Shënim: Kur përdorni teknologji të rastësishme PWM, ndikimi i tij në performancën e funksionimit të motorit duhet të merret në konsideratë plotësisht. Për shkak të ndryshimit të rastësishëm të frekuencës, pulsimi i çift rrotullues i motorit mund të rritet. Sipas parimit të dinamikës motorike, statusi i funksionimit të motorit duhet të monitorohet dhe rregullohet në kohë reale. Kontrolli aktual i lakut të mbyllur, kontrolli i lakut të mbyllur dhe strategjitë e tjera mund të përdoren për të siguruar funksionimin e qëndrueshëm të motorit.

2. Zbatimi i strategjive të fillimit të butë dhe të ndalimit të butë

Parimi: Në momentin e fillimit dhe ndalimit të motorit, për shkak të ndryshimit të mprehtë të rrymës, sipas ligjit të induksionit elektromagnetik, do të gjenerohet ndërhyrje e fortë elektromagnetike. Strategjitë e fillimit të butë dhe të ndalimit të butë kontrollojnë shkallën e ndryshimit të ciklit të detyrës së sinjalit PWM në mënyrë që rryma dhe tensioni i motorit gradualisht të ndryshojnë sipas një marrëdhënieje funksionale të paracaktuar, duke zvogëluar në mënyrë efektive ndërhyrjen elektromagnetike. Për shembull, përdorimi i një funksioni eksponencial për të kontrolluar ndryshimin e ciklit të detyrës mund ta bëjë ndryshimin e rrymës dhe tensionit më të butë.

Operacioni specifik: Në fazën e fillimit, sipas karakteristikave të ngarkesës së motorit dhe kërkesave të sistemit, vendosni një kohë të përshtatshme fillimi, siç është 1s. Gjatë kësaj periudhe, cikli i detyrës së sinjalit PWM rritet gradualisht përmes një funksioni në rritje eksponenciale për të bërë që tensioni i makinës të rritet në mënyrë të qëndrueshme. Në fazën e ndalimit, është vendosur gjithashtu një kohë ndalimi, siç janë 1.5S, dhe cikli i detyrës së sinjalit PWM zvogëlohet gradualisht përmes një funksioni në mënyrë eksponenciale në rënie për të arritur një ndalesë të ngadaltë të motorit. Në sistemin e makinës motorike BLDC të një ashensori, pasi të keni miratuar fillimin e butë dhe strategjitë e ndalimit të butë, ndërhyrja elektromagnetike zvogëlohet ndjeshëm, dhe butësia e funksionimit të ashensorit është përmirësuar.

Shënim: Vendosja e kohës së fillimit të butë dhe ndalimit të butë duhet të rregullohet me saktësi sipas karakteristikave të ngarkesës së motorit dhe skenarit aktual të aplikimit. Nëse koha është shumë e shkurtër, ndërhyrja elektromagnetike nuk mund të shtypet në mënyrë efektive; Nëse koha është shumë e gjatë, ajo do të ndikojë në efikasitetin e punës dhe shpejtësinë e përgjigjes së motorit. Parametrat optimale të kohës mund të përcaktohen përmes testimit eksperimental dhe analizës së simulimit.