基于dsp的電動機電磁兼容設計
朱時強,殷亞龍
(重慶交通大學,重慶400074)
摘要:在詳細介紹了電磁干擾理論知識的基礎上,對無刷直流電動機控制系統的電磁兼容性軟硬件設計進行了分析,電磁兼容性設計有利于提高無刷直流電動機控制系統的抗干擾能力,增強系統的可靠性和穩定性。
關鍵詞:無刷直流電動機;電磁兼容;電磁干擾;數字信號處理器
中圖分類號:tm36 +1 文獻標志碼:a 文章編號:1001-6848{2010)03-0070-03
1電磁干擾
熟悉和了解常見的電磁干擾源是發現和解決電磁干擾問題的關鍵之一。電磁干擾可分為自然和人為兩類。所謂自然的是指自然界所固有的與人類的活動無關的電磁干擾現象。所謂人為的是指由于人類的工業和社會活動所產生的電磁干擾[1,2]。
1.1電磁干擾源
諸如雷電的放電現象,電動機的ttl邏輯元件、動態ram、電源、震蕩器件及變壓器等在工作時都會產生高頻電磁波或者噪音,嚴重影響電動機的正常工作。
1.2 電磁干擾能量的耦合途徑
耦合是指電路、設備、系統與其它電路、設備、系統間能量的聯系。各種電磁騷擾源通過耦合傳輸電磁能量到敏感設備。耦合途徑有兩種方式:傳導耦合與輻射耦合。
1.2.1傳導耦合
傳導耦合是通過電源線、信號線、互聯線、接地導體等連接通道進行耦合。按耦合方式又可劃分為公共阻抗耦合、電容性耦合、電感性耦合三種基本方式。實際中,這三種方式是同時存在共同作用的。
1)公共阻抗耦合
當電路電流經過一個公共阻抗時,一個電路的電流在該公共阻抗上形成的電壓就會影響到另一個電路。公共電源阻抗耦合模型及其等效電路如下:
圖2中將圖1中的電源阻抗及公共線路阻抗合并表示為r,u為理想電壓源,z1、z2分別為電路1和電路2的阻抗。根據等效電路有:
由上式可以看出由于r的存在,電路1電源電流的任何變化都會影響電路2的電源電壓。若r=0,則u2 =u,即電路l和電路2無公共阻抗耦合。降低電路1與電路2間的公共阻抗耦合即減小電源阻抗和公共線路阻抗。一方面可將電路的電源引線靠近電源輸出端,從減小電源線長度的方式來減小公共線路阻抗;另一方面可采用穩壓電源將電源內阻降低[3]。
2)電容性耦合
電容性耦合是由兩條電路間的電場相互作用所引起的,其耦合模型及等效電路如下:
c是導體1與導體2之間的分布電容,c是導體1與地之間的電容,c是導體2與地之間的電容,r是導體2與地之間的電阻,u是作為騷擾源的導體l的電壓,電路2為受干擾電路,u。是線路2與地之間產生的騷擾電壓。
根據等效電路則有
式(1)表明電容性耦合的騷擾作用相當于在導體2與地間接了一個幅值,n= jwc,u的電流源。在騷擾源電壓和頻率恒定的情況下要減小耦合干擾,一方面可使敏感電路在較低的電阻值上工作,即通過減小月的方式來減小;另一方面導體通過合適地取向、屏蔽或隔離的方式減小g來達到減小。
式(2)表明在高阻抗的情況下電容性耦合騷擾作用只與c1、c2。有關,且此時產生的騷擾作用要大的多。
3)電感性耦合
電感性耦合是由兩電路間的磁場相互作用引起的,其耦合模型及等效電路如下
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