Görünümler: 0 Yazar: Site Editor Yayınlanma Zamanı: 2025-02-27 Köken: Alan
Prensip: Maxwell denklemlerine göre, elektromanyetik girişim, alternatif elektrik ve manyetik alan bileşenleri içeren elektromanyetik dalgalar şeklinde yayılır. Metaller yüksek elektriksel iletkenliğe ve manyetik geçirgenliğe sahiptir. Elektromanyetik indüksiyon yasasına göre, elektromanyetik parazit metal ekranlama tabakasında meydana geldiğinde, elektrik alanı metaldeki serbest elektronları yönlü bir şekilde hareket ettirecek ve böylece indüklenmiş bir akım üretecektir. Lenz yasasına göre, indüklenen akım tarafından heyecanlanan manyetik alan, olay girişim manyetik alanının tersidir ve ikisi, parazit manyetik alanın bir kısmını etkili bir şekilde dengelemek için birbirine bindirilir; Aynı zamanda, elektrik alanının sınır koşullarına göre, metal ekranlama tabakası elektrik alanının yayılma yolunu kesebilir, böylece bir ekranlama etkisi sağlayabilir.
Spesifik Operasyon: Motor üretim sürecinde, malzemenin elektromanyetik özelliklerine dayanarak, alüminyum alaşımları (elektriksel iletkenlik yaklaşık 3.5 × 10⁷ s/m olan ve nispi manyetik geçirgenlik 1'e yakın) (demir-nikel geçirgenliği ile) ve demir-nikel geçirgenlik ile, motor barınma malzemesine ulaşabilen izinloy gibi yüksek manyetik geçirgenlik ile). Ve elektromanyetik girişim kaçışını önlemek için kabuktaki boşlukları ve delikleri en aza indirmek için lazer kaynağı, metal sızdırmazlık maddesi vb. Gibi gelişmiş sızdırmazlık teknolojisini benimseyin. Örnek olarak bir endüstriyel otomasyon ekipmanında BLDC motorunu alın. Alüminyum alaşımlı bir kabuk kullanır. Hassas CNC işleme teknolojisi yoluyla, kabuğun eklemindeki boşluk 0.1 mm'den azdır, bu da elektromanyetik radyasyonun yoğunluğunu etkili bir şekilde azaltır. Tahrik devresi için, devre kartının boyutuna ve elektromanyetik girişimin yoğunluğuna göre, 0,5-1mm kalınlığında bakır koruma kapağı gibi uygun kalınlığa sahip bir metal ekranlama kapağı seçilir ve metal brapnel, yüzey montajı (SMT) tarafından kaynaklanır.
Not: Koruma tasarım sürecinde, farklı ekranlama katmanları arasında yeni parazit kaynaklarının oluşumunu önlemek için elektromanyetik uyumluluk tasarım yönergeleri kesinlikle takip edilmelidir. Örneğin, otomotiv elektronik sistemlerinde, motor muhafazası ve tahrik devresi koruma kapağının, kapasitörler aracılığıyla AC birleştirilmesi gerekir ve potansiyel fark tarafından üretilen akımın neden olduğu yeni elektromanyetik parazitleri önlemek için elektrik izolasyonu için optokupler gibi izolasyon cihazları kullanılır. Ek olarak, ekranlama tabakasının topraklanması çok önemlidir. Topraklama teorisine göre, verimli elektromanyetik ekranlama elde etmek için topraklama direncinin 0.1Ω'dan az olmasını sağlamak gerekir.
2. Topraklama sisteminin dikkatli bir şekilde yapımı
İlke: Ohm Yasası ve Kirchhoff Yasası'na göre, topraklamanın temel amacı, akım için düşük emplansan bir dönüş yolu sağlamaktır, böylece ekipmanın metal kabuğu Dünya ile aynı potansiyeldir. Bu sadece statik elektrik birikimi ve elektromanyetik indüksiyonun ekipman ve personele zarar vermesinden kaynaklanan yüksek voltajdan kaçınamaz, aynı zamanda elektromanyetik indüksiyon prensibine dayalı elektromanyetik paraziti etkili bir şekilde baskılamaktadır. Ekipmanda elektromanyetik indüksiyon meydana geldiğinde, topraklama sistemi indüklenen akımı hızlı bir şekilde Dünya'ya sokabilir, böylece ekipman üzerindeki indüklenen elektromotif kuvvetini azaltabilir.
Spesifik çalışma: Motorun metal kabuğu, özel bir topraklama teli ile Dünya'ya bağlanır. Kabloların ve kabloların mevcut taşıma kapasitesi hesaplama standardına göre, topraklama telinin enine kesit alanının, motorun nominal gücüne ve yeterli akım taşıma kapasitesini sağlamak için üretilebilecek maksimum kısa devre akımına göre doğru bir şekilde hesaplanması ve seçilmesi gerekir. 5kW'lık bir endüstriyel BLDC motorunda, kısa devre akımı altındaki mevcut taşıma gereksinimlerini karşılamak için hesaplamadan sonra 6 mm² kesit alanına sahip bir bakır topraklama teli seçilir. Tahrik devresinde, çok katmanlı bir baskılı devre kartı (PCB) kullanıldığında, bir katman özel olarak zemin düzlemi olarak tanımlanır ve her bir bileşenin öğütülmüş pimlerinin yakındaki zemin düzlemine bağlanabilmesini sağlamak için yer viyaslarını makul bir şekilde düzenlemek için profesyonel PCB tasarım yazılımı (Altium Designer gibi) kullanılır. Motorun konum sensörü sinyal işleme devresi gibi bazı anahtar analog devre parçaları için, zemin potansiyeli farkının neden olduğu paraziti etkili bir şekilde azaltmak için tek noktalı bir topraklama yöntemi kullanılır.
Not: Farklı topraklama sistemleri, karşılıklı parazitten kaçınmak için elektromanyetik uyumluluk tasarımı spesifikasyonlarını kesinlikle takip etmelidir. Örneğin, tıbbi ekipmanlarda, güçlü akım topraklama ve zayıf akım topraklama bağımsız topraklama gövdeleri kullanmalıdır ve güçlü akım parazitinin topraklama sistemi aracılığıyla zayıf akım devresine girmesini önlemek için topraklama veriyolunda eşpotansiyel bağlantılar yapılmalıdır. Aynı zamanda, ilgili standartlara göre (GB 50169-2016 'Elektrik Kurulumu Mühendisliği Topraklama Cihazı İnşaatı ve Kabul Özellikleri '), topraklama bağlantısının güvenilirliği, topraklama direncinin her zaman belirtilen aralık içinde tutulduğundan emin olmak için düzenli olarak test edilir.
3. Filtrelerin makul konfigürasyonu
Prensip: Güç hattına yapılan müdahale esas olarak ortak mod parazitini ve diferansiyel mod parazitini içerir. Ortak mod indüktör, iki telli paralel sargının özel yapısını kullanır, iki sargısında üretilen manyetik akıyı birbirine yerleştirir, böylece ortak mod akımına yüksek bir empedans özelliği sunar ve ortak mod parazitini etkili bir şekilde bastırır; Diferansiyel mod kapasitör, kapasitörün (x_c = frac {1} {2 pi fc}) kapasitif reaktans özelliğine dayanan diferansiyel-mod akımına düşük bir empedans karakteristiğine sahiptir ve yüksek frekans diferansiyel mod müdahale sinyalini atlayabilir. Sinyal iletim hattındaki düşük geçişli filtre, LC devresinin frekans tepki özelliklerine dayanır. İndüktör ve kapasitör parametrelerini makul bir şekilde seçerek, düşük frekanslı sinyallerin geçmesine ve etkili bir şekilde yüksek frekanslı girişim sinyallerini zayıflatmasına izin verir.
Spesifik Çalışma: Güç giriş ucunda, güç kaynağının voltajına, akım ve girişim frekansı aralığına göre, doğru hesaplama için devre analiz yazılımını (PSPICE gibi) kullanın ve bir filtre oluşturmak için uygun parametrelere sahip ortak mod indüktör ve diferansiyel mod kapasitörünü seçin. Örneğin, 220V, 50Hz AC giriş güç kaynağı için, ortak mod indüktörünün endüktansı 5mh olarak seçilebilir ve diferansiyel mod kapasitörün kapasitesi 0.47μF olarak seçilebilir. Bir ev klimasının BLDC motor tahrik güç kaynağında, filtreyi bu parametreyle kullandıktan sonra, ilgili elektromanyetik uyumluluk standartlarını karşılayarak güç hattına yapılan etkileşim büyük ölçüde azalır. Sinyal iletim hattında, sinyalin frekansına ve bant genişliğine göre, filtre tasarım teorisi uygun bir kesme frekansına sahip düşük geçişli bir filtre tasarlamak için kullanılır. Örneğin, 1MHz sinyal iletim hattı için, düşük geçişli filtrenin kesme frekansı, yüksek frekanslı girişim sinyallerini etkili bir şekilde filtreleyen hesaplama ile 5MHz'e ayarlanır.
Not: Filtrenin parametre seçimi, devrenin gerçek empedansı ve frekans özellikleri ile doğru bir şekilde eşleştirilmelidir, aksi takdirde beklenen filtreleme etkisi elde edilemeyebilir. Aynı zamanda, filtrenin kurulum konumu çok önemlidir. En kısa elektromanyetik parazit yayılma yolu prensibini takip etmek, parazit kaynağına ve korunan devreye yakın olmaya çalışmak ve iletim işlemi sırasında girişim sinyalinin bağlanmasını azaltmak gerekir.
Prensip: Motorun elektromanyetik tork formülüne göre t = k_ti (burada k_t tork sabiti ve akımdır), PWM sinyalinin frekansı ve görev döngüsü, motorun akım ve voltaj değişim hızını doğrudan etkileyecek, böylece değişen derecelerin elektromanyetik etkileşimleri üretecektir. PWM frekansı diğer devrelerin doğal frekansı veya hassas frekansı ile yankılandığında, titreşim teorisine göre parazit yoğunluğu katlanarak artacaktır. Rastgele PWM teknolojisi, PWM sinyalinin sabit frekansını bozmak için sahte bir rasgele sekans getirir, böylece girişim enerjisi daha geniş bir frekans aralığında eşit olarak dağıtılır. Güç spektrumu yoğunluk teorisine göre, belirli bir frekansta parazit yoğunluğunu etkili bir şekilde azaltır.
Spesifik çalışma: PWM kontrol algoritmasını tasarlarken, hassas frekanslarla örtüşmekten kaçınmak için makul bir PWM frekans aralığını belirlemek için sistemdeki diğer devrelerin çalışma frekanslarını kapsamlı bir şekilde analiz etmek için spektrum analiz araçlarını (FFT analizörü gibi) kullanın. Rastgele PWM teknolojisi için, bir frekans değişen kontrol sinyali üretmek için bir doğrusal geri besleme kaydırma kaydına (LFSR) dayanan bir sahte rasgele sayı jeneratörü kullanılır, böylece PWM sinyali frekansı set frekans aralığı içinde rastgele dalgalanır ve dalgalanma aralığı genellikle ±%15'e ayarlanabilir. Bir elektrikli aracın BLDC motor kontrol sisteminde, rastgele PWM teknolojisi kullanıldıktan sonra elektromanyetik girişim yoğunluğu 10dB'den fazla azaldı ve sistemin elektromanyetik uyumluluğunu etkili bir şekilde iyileştirdi.
Not: Rastgele PWM teknolojisi kullanılırken, motorun işletme performansı üzerindeki etkisi tam olarak dikkate alınmalıdır. Rastgele frekans değişikliği nedeniyle, motorun tork titreşimi artabilir. Motor dinamikleri prensibine göre, motorun çalışma durumunun gerçek zamanlı olarak izlenmesi ve ayarlanması gerekir. Motorun kararlı çalışmasını sağlamak için mevcut kapalı döngü kontrolü, hız kapalı döngü kontrolü ve diğer stratejiler kullanılabilir.
2. Yumuşak başlangıç ve yumuşak durma stratejilerinin uygulanması
Prensip: Motor çalıştırma ve durma anında, akımdaki keskin değişim nedeniyle, elektromanyetik indüksiyon yasasına göre, güçlü elektromanyetik parazit üretilecektir. Yumuşak başlangıç ve yumuşak durdurma stratejileri, PWM sinyalinin görev döngüsü değişim oranını kontrol eder, böylece motorun akımı ve voltajı önceden belirlenmiş bir fonksiyonel ilişkiye göre yavaş yavaş değişir, böylece elektromanyetik paraziti etkili bir şekilde azaltır. Örneğin, görev döngüsü değişikliğini kontrol etmek için üstel bir işlev kullanmak, akım ve voltajın değişimini daha pürüzsüz hale getirebilir.
Özel çalışma: Başlangıç aşamasında, motorun yük özelliklerine ve sistem gereksinimlerine göre, 1s gibi uygun bir başlangıç süresi belirleyin. Bu dönemde, motorun tahrik voltajını istikrarlı bir şekilde artırmak için PWM sinyalinin görev döngüsü, üstel bir yükselen fonksiyon yoluyla kademeli olarak arttırılır. Durma aşamasında, 1.5s gibi bir durma süresi de belirlenir ve PWM sinyalinin görev döngüsü, motorun yavaş bir durağını elde etmek için katlanarak azalan bir fonksiyon yoluyla kademeli olarak azalır. Bir asansörün BLDC motor tahrik sisteminde, yumuşak başlangıç ve yumuşak durdurma stratejilerini benimsedikten sonra, elektromanyetik parazit önemli ölçüde azalır ve asansör operasyonunun pürüzsüzlüğü iyileştirilir.
Not: Yumuşak başlangıç ve yumuşak durma zaman ayarının, motorun yük özelliklerine ve gerçek uygulama senaryosuna göre doğru bir şekilde ayarlanması gerekir. Zaman çok kısaysa, elektromanyetik parazit etkili bir şekilde bastırılamaz; Zaman çok uzunsa, motorun çalışma verimliliğini ve tepki hızını etkileyecektir. Optimal zaman parametreleri deneysel test ve simülasyon analizi ile belirlenebilir.
