基于dsp的电动机电磁兼容设计
朱时强,殷亚龙
(重庆交通大学,重庆400074)
摘要:在详细介绍了电磁干扰理论知识的基础上,对无刷直流电动机控制系统的电磁兼容性软硬件设计进行了分析,电磁兼容性设计有利于提高无刷直流电动机控制系统的抗干扰能力,增强系统的可靠性和稳定性。
关键词:无刷直流电动机;电磁兼容;电磁干扰;数字信号处理器
中图分类号:tm36 +1 文献标志码:a 文章编号:1001-6848{2010)03-0070-03
1电磁干扰
熟悉和了解常见的电磁干扰源是发现和解决电磁干扰问题的关键之一。电磁干扰可分为自然和人为两类。所谓自然的是指自然界所固有的与人类的活动无关的电磁干扰现象。所谓人为的是指由于人类的工业和社会活动所产生的电磁干扰[1,2]。
1.1电磁干扰源
诸如雷电的放电现象,电动机的ttl逻辑元件、动态ram、电源、震荡器件及变压器等在工作时都会产生高频电磁波或者噪音,严重影响电动机的正常工作。
1.2 电磁干扰能量的耦合途径
耦合是指电路、设备、系统与其它电路、设备、系统间能量的联系。各种电磁骚扰源通过耦合传输电磁能量到敏感设备。耦合途径有两种方式:传导耦合与辐射耦合。
1.2.1传导耦合
传导耦合是通过电源线、信号线、互联线、接地导体等连接通道进行耦合。按耦合方式又可划分为公共阻抗耦合、电容性耦合、电感性耦合三种基本方式。实际中,这三种方式是同时存在共同作用的。
1)公共阻抗耦合
当电路电流经过一个公共阻抗时,一个电路的电流在该公共阻抗上形成的电压就会影响到另一个电路。公共电源阻抗耦合模型及其等效电路如下:
图2中将图1中的电源阻抗及公共线路阻抗合并表示为r,u为理想电压源,z1、z2分别为电路1和电路2的阻抗。根据等效电路有:
由上式可以看出由于r的存在,电路1电源电流的任何变化都会影响电路2的电源电压。若r=0,则u2 =u,即电路l和电路2无公共阻抗耦合。降低电路1与电路2间的公共阻抗耦合即减小电源阻抗和公共线路阻抗。一方面可将电路的电源引线靠近电源输出端,从减小电源线长度的方式来减小公共线路阻抗;另一方面可采用稳压电源将电源内阻降低[3]。
2)电容性耦合
电容性耦合是由两条电路间的电场相互作用所引起的,其耦合模型及等效电路如下:
c是导体1与导体2之间的分布电容,c是导体1与地之间的电容,c是导体2与地之间的电容,r是导体2与地之间的电阻,u是作为骚扰源的导体l的电压,电路2为受干扰电路,u。是线路2与地之间产生的骚扰电压。
根据等效电路则有
式(1)表明电容性耦合的骚扰作用相当于在导体2与地间接了一个幅值,n= jwc,u的电流源。在骚扰源电压和频率恒定的情况下要减小耦合干扰,一方面可使敏感电路在较低的电阻值上工作,即通过减小月的方式来减小;另一方面导体通过合适地取向、屏蔽或隔离的方式减小g来达到减小。
式(2)表明在高阻抗的情况下电容性耦合骚扰作用只与c1、c2。有关,且此时产生的骚扰作用要大的多。
3)电感性耦合
电感性耦合是由两电路间的磁场相互作用引起的,其耦合模型及等效电路如下
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