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永磁电机EMC方案
主要有以下 10 大问题及简要解决办法:

传导干扰问题

  • 问题表现:电流谐波导致的电源线传导干扰,在电源线中产生高频噪声,影响连接在同一电源线上的其他设备3
  • 解决办法:在电源输入端口安装合适的电源滤波器,如共模滤波器、差模滤波器,滤除电源线中的高频噪声;优化电机控制器的 PWM 调制策略,减少电流谐波含量。

辐射干扰问题

  • 问题表现:电机内部的磁场变化和电流波动产生电磁波,向周围空间辐射,干扰附近的无线通信设备或其他敏感电子设备3
  • 解决办法:使用高导磁率的材料对电机进行屏蔽,如采用金属屏蔽罩将电机封闭起来;合理设计电机的绕组和磁路结构,减少磁场的泄漏和辐射强度。

高频噪声问题

  • 问题表现:电机在高速运行时,由于功率开关器件的高频开关动作、电机绕组的高频谐振等原因,产生高频噪声1
  • 解决办法:在功率电路中增加缓冲电路,抑制功率开关器件的电压和电流尖峰;在电机绕组上串联铁氧体磁珠,抑制高频电流。

谐波干扰问题

  • 问题表现:电机的非线性特性会导致电流和电压波形中出现谐波分量,这些谐波会对电网和其他设备造成干扰1
  • 解决办法:采用多电平逆变器等先进的电力电子变换技术,减少输出电压和电流的谐波含量;在电机的控制系统中,加入谐波补偿算法,对谐波进行实时检测和补偿。

共模干扰问题

  • 问题表现:电机的三相绕组与地之间存在寄生电容,当电机运行时,会在这些寄生电容上产生共模电压和电流,通过电源线或其他导体传播,对其他设备造成干扰3
  • 解决办法:在电机的电源线上安装共模扼流圈,抑制共模电流的传播;采用平衡式的电机绕组结构,减小三相绕组与地之间的寄生电容差异。

电磁抗扰度问题

  • 问题表现:电机在受到外部电磁干扰时,如附近的无线电发射设备、高压设备的电磁辐射等,可能会出现运行不稳定、控制信号错误等问题。
  • 解决办法:对电机的控制电路和传感器进行电磁屏蔽,采用屏蔽线传输信号,并确保屏蔽层接地良好;在电机的控制芯片和关键电路元件上增加去耦电容,提高电路的抗干扰能力。

接地问题

  • 问题表现:接地不良会导致电机外壳带电,产生电磁干扰,同时也会影响电机的安全性能3
  • 解决办法:确保电机的接地系统良好,接地电阻符合标准要求;采用单点接地或多点接地的方式,根据电机的结构和应用场景合理选择接地方式。

布线问题

  • 问题表现:电机内部的电源线、信号线等布线不合理,会导致电磁干扰的耦合和传播,影响电机的电磁兼容性。
  • 解决办法:对电机内部的布线进行合理规划,将电源线和信号线分开布置,避免平行敷设;对敏感信号采用双绞线或屏蔽线传输,减少电磁干扰的影响。

绝缘问题

  • 问题表现:电机的绝缘性能下降,会导致绕组之间、绕组与铁芯之间出现漏电现象,产生电磁干扰,同时也会影响电机的使用寿命。
  • 解决办法:定期对电机的绝缘性能进行检测和维护,及时发现和处理绝缘故障;采用高性能的绝缘材料,提高电机的绝缘等级。

电机振动和噪声问题

  • 问题表现:电机的振动和噪声不仅会影响工作环境,还可能通过机械结构传播,产生电磁干扰1
  • 解决办法:优化电机的机械结构设计,减少电机的振动和噪声;采用减震垫、隔音罩等措施,隔离电机的振动和噪声传播。
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