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2023-08-26 00:31:02
經(jīng)驗(yàn)分享：有刷電機(jī)的EMI整改！|深圳比創(chuàng)達(dá)電子科技（下）
2023-08-26 00:31:02 來(lái)源: 互聯(lián)網(wǎng)
經(jīng)驗(yàn)分享：有刷電機(jī)的EMI整改？相信不少人是有疑問(wèn)的，今天深圳市比創(chuàng)達(dá)電子科技有限公司就跟大家解答一下！
(資料圖片僅供參考)
鑒于上一篇推文（詳細(xì)解析無(wú)刷電機(jī)EMI整改！）的反響不錯(cuò)，許多小伙伴建議再寫(xiě)下有刷電機(jī)產(chǎn)品的EMI問(wèn)題；比創(chuàng)達(dá)在這方面的整改案例還是十分豐富的，所以小編也借此機(jī)會(huì)給大家總結(jié)分享下：
有刷電機(jī)相對(duì)無(wú)刷電機(jī)來(lái)說(shuō)，由于其采用電刷+換向器來(lái)實(shí)現(xiàn)電流方向的切換，所以其控制方式比較簡(jiǎn)單、可靠性更高、成本更低，而且具有啟動(dòng)速度快、低速扭矩大、負(fù)載能力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，在某些對(duì)成本控制較嚴(yán)的消費(fèi)電子產(chǎn)品、或者驅(qū)動(dòng)能力大的升降機(jī)/攪拌機(jī)領(lǐng)域還是比較有優(yōu)勢(shì)的。
有刷電機(jī)高速旋轉(zhuǎn)時(shí)因電刷與換向器的之間的摩擦、疊加電流的通斷，會(huì)產(chǎn)生電火花，伴隨著較寬頻帶范圍內(nèi)均有許多高頻窄帶干擾噪聲（毛刺），在我司以往的整改案例中可以明顯看到電火花對(duì)應(yīng)的干擾噪聲在頻譜上的清晰顯示，詳情如下：
一、有刷電機(jī)原理及其EMI噪聲源
有刷電機(jī)（顧名思義，它是有兩把刷子的），是通過(guò)電刷來(lái)與換向器的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)、實(shí)現(xiàn)電流方向的自動(dòng)切換、改變轉(zhuǎn)子線圈產(chǎn)生的感生磁場(chǎng)方向、相對(duì)永磁體定子產(chǎn)生連續(xù)的推拉作用、進(jìn)而實(shí)現(xiàn)連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)：
如圖1，是一個(gè)簡(jiǎn)易的單線圈+一對(duì)換向器瓣+電刷的相互作用示意圖，電刷相對(duì)換向器運(yùn)動(dòng)，在某一瞬間，電刷在換向器的縫隙處“白駒過(guò)隙”；換向器A瓣原本接電源正極（a電刷），經(jīng)過(guò)縫隙后，A瓣與電源負(fù)極（b電刷）接觸，即實(shí)現(xiàn)了線圈中的電流方向切換，不管是基于左手定則還是右手螺旋定則、線圈中電流方向變化都會(huì)對(duì)應(yīng)著線圈的感應(yīng)磁場(chǎng)方向發(fā)生變化，所以若設(shè)置好線圈在換向器上的固定位置，就可以保證在電流換向的瞬間，線圈磁場(chǎng)方向剛好與定子磁場(chǎng)方向垂直，那就會(huì)實(shí)現(xiàn)定子磁極對(duì)線圈感生磁極的連續(xù)推拉。
圖1 有刷電機(jī)電流切換示意
因此，有刷電機(jī)的控制電壓/電流在切換瞬間理論上是不發(fā)生改變的，只是因?yàn)闄C(jī)械作用而實(shí)現(xiàn)了電氣換向。所以對(duì)有刷電機(jī)來(lái)說(shuō)，除了供電模塊自身的AC-DC及DC-DC模塊產(chǎn)生的共模噪聲，有刷電機(jī)的噪聲主要來(lái)源就是電刷與換向器高速摩擦及電流快速切換產(chǎn)生的電火花/高頻噪聲。相應(yīng)的有刷電機(jī)EMI設(shè)計(jì)整改措施也是針對(duì)這兩大類噪聲源進(jìn)行處理：
圖2 電刷處產(chǎn)生的電火花示意
上面也從頻譜中分析了兩個(gè)產(chǎn)品頻譜的細(xì)微差別，最終也反應(yīng)到了二者的整改措施上：
針對(duì)吸塵器產(chǎn)品，主要針對(duì)其DC-DC供電模塊做處理（如圖3）：
① 電機(jī)供電線纜套一個(gè)磁環(huán)（BTRC02TT057）
② 電機(jī)供電模塊輸出串LRC濾波器（BTREF3216A6R121）
③ 電感由普通非屏蔽電感換成一體式屏蔽電感
④電機(jī)供電模塊電感與SW腳之間對(duì)地加RC（10R/103）
圖3 吸塵器電機(jī)整改
針對(duì)窗簾電機(jī)，如圖8，除了對(duì)供電模塊做處理，還針對(duì)電機(jī)做了屏蔽處理（PCB板GND接電機(jī)外殼）：
① 在馬達(dá)供電線上串一個(gè)共模電感（BWMF702P102P3A）
② 在馬達(dá)供電線正負(fù)極上各串一個(gè)LRC濾波器 (BTREF3216A3R221）
③ 用銅箔把馬達(dá)驅(qū)動(dòng)板的地與金屬外殼連接起來(lái)
圖4 窗簾電機(jī)整改
二、小結(jié)
01、有刷電機(jī)除了供電模塊產(chǎn)生的噪聲，另一主要噪聲源為電刷處產(chǎn)生的電火花帶來(lái)的高頻窄帶噪聲。
02、因電火花的高頻特性，針對(duì)其濾波措施要就近處理，即濾波器件需直接加在電機(jī)的電極處（量產(chǎn)可專門(mén)做插件小板），許多情況下電極端的有效措施加在PCB端就失去了作用。
03、若電機(jī)的驅(qū)動(dòng)板直接貼在電極處，可以利用PCB的地平面作為一個(gè)屏蔽面與電極外殼構(gòu)成一個(gè)較完整的屏蔽殼。
綜上所述，相信通過(guò)本文的描述，各位對(duì)有刷電機(jī)的EMI整改都有一定了解了吧，有疑問(wèn)和有不懂的想了解可以隨時(shí)咨詢深圳比創(chuàng)達(dá)這邊。今天就先說(shuō)到這，下次給各位講解些別的內(nèi)容，咱們下回見(jiàn)啦！也可以關(guān)注我司公眾平臺(tái)賬號(hào)：深圳比創(chuàng)達(dá)EMC！
以上就是深圳市比創(chuàng)達(dá)電子科技有限公司小編給您們介紹的經(jīng)驗(yàn)分享：有刷電機(jī)的EMI整改的內(nèi)容，希望大家看后有所幫助！
深圳市比創(chuàng)達(dá)電子科技有限公司成立于2012年，總部位于深圳市龍崗區(qū)，成立至今一直專注于EMC電磁兼容領(lǐng)域，致力于為客戶提供最高效最專業(yè)的EMC一站式解決方案，業(yè)務(wù)范圍覆蓋EMC元件的研發(fā)、生產(chǎn)、銷售及EMC設(shè)計(jì)和整改。
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