馬達電磁兼容(EMC)的解決方法
馬達,特別是帶電刷的馬達,會產生大量的噪聲。電器要滿足電磁兼容標準的要求,必須對這些噪聲進行處理。解決電磁兼容的手段無非是電容、電感(扼流圈)、電源濾波器和接地。
不幸的是,電磁兼容問題通常是在產品已徹底完成設計并組裝完畢時發(fā)現。這時考慮 電磁兼容是十分困難的。制造商不僅面臨著時間上的緊迫而且項目預算已經用完,責任工程師已經調到其它項目上,不能隨時解決有關的問題。
解決這些問題的最好時機是在產品的設計階段,而不是產品開發(fā)周期最終階段。許多試驗是可以在產品裝入最終機殼之前進行的。
電容
電容通過向噪聲源的公共端提供一條阻抗很低的通路來將電壓尖峰旁路掉。尖峰電壓主要是由馬達電刷產生的。電容可以接在馬達的每根引線與地之間,也可以接在 兩根引線之間。如果尖峰噪聲是共模的,則跨接在引線之間的電容幾乎沒有什么效果。但是這種由電刷產生的隨機噪聲通常是差模的。
盡管這樣,在電刷與地之間接 入電容會有很大效果。電容安裝什么位置或怎樣連接主要取決于所面臨的噪聲的種類。電壓尖峰是由電刷與換向片觸點的斷開產生的。尖峰的幅度可以通過將電刷材 料換成較軟的材料或增加電刷對換 向片的壓力來減小。但是這會縮短電刷的壽命周期和其它一些問題。
要使電容具有較好的濾波效果,它與噪聲源的公共地之間的聯(lián)線要盡量短。自由空間中的導線的電感約為每英寸1nH。如果電刷產生的噪聲頻率為50~100MHz,與電容連接的導線的長度為4~6英寸,那么即使不考慮電容的阻抗,僅導線電感的阻抗也已經有:
XL = 2πf L = 3.77
總阻抗還需要加上電容(0.1μF)的阻抗,XC = 1/2 π f C = 0.159 Ω。
從結果可以看出,單看電容的阻抗,這是一個非常好的旁路型濾波器。但是由于引線電感的影響,已經根本不起濾波器的作用了。如果將導線的長度縮短為1 英寸,則電感的阻抗僅為0.628Ω,這時濾波電容的效果提高了20%。
用馬達外殼做接地端時,殼體上的漆必須去掉,以便導線能夠良好的與地接觸。依靠連接螺釘的4、5個螺紋來連接不是一個好辦法。即使產品的外殼是金屬的,將濾波器件直接安裝在噪聲源上,而不是靠近噪聲源或外殼的某個位置,是一個聰明的選擇。這消除額外的引線長度,使噪聲回到噪聲源的阻抗最小,具有最佳的濾波效果。
電源線濾波器
在許多產品中,電源線濾波器都必要的。電源線濾波器安裝正確時,是一種簡捷的解決干擾的方法。電源線濾波器保證了電網免受產品內部噪聲的污染。但是,與其它濾波器件一樣,使用電源線濾波器的關鍵點也是保證連接到噪聲源公共端的導線盡量短。
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