关于改善直流电机EMC方案
电动汽车直流充电桩emc整改计划

电动汽车直流充电桩emc整改计划
为了确保电动汽车直流充电桩的电磁兼容性达到国家标准,我们公司制定了电动汽车直流充电桩EMC整改计划。
首先,我们将对现有的电动汽车直流充电桩进行全面检测,找出已有的电磁干扰问题。
同时,我们将对新投入使用的电动汽车直流充电桩进行精细调试,确保其符合国家标准。
其次,我们将对电动汽车直流充电桩的线路、地线等进行彻底检查,确保其连接正确并能够有效降低电磁干扰。
最后,我们将对电动汽车直流充电桩的整个系统进行升级,包括但不限于更换抗干扰器件、增加滤波器等。
同时,我们还将对电动汽车直流充电桩的使用说明书进行更新,提供更加详细的使用指导,确保用户正确操作,减少电磁干扰问题的出现。
通过这个电动汽车直流充电桩EMC整改计划,我们将确保我们的电动汽车直流充电桩符合国家标准,为用户提供更加稳定、安全的充电服务。
- 1 -。
87. 如何在电机控制系统中解决EMC问题?

87. 如何在电机控制系统中解决EMC问题?87、如何在电机控制系统中解决 EMC 问题?在当今的工业和科技领域,电机控制系统的应用日益广泛,从工厂自动化生产线到智能家居设备,从电动汽车到航空航天领域,都离不开电机控制系统的身影。
然而,随着电子设备的集成度越来越高,电磁兼容性(EMC)问题逐渐成为了电机控制系统设计和应用中的一个关键挑战。
如果不能妥善解决 EMC 问题,电机控制系统可能会出现误动作、性能下降甚至故障,同时还可能对周围的电子设备产生干扰,影响整个系统的正常运行。
那么,如何在电机控制系统中有效地解决EMC 问题呢?首先,我们需要了解什么是 EMC 问题以及它在电机控制系统中是如何产生的。
EMC 是指设备或系统在其电磁环境中能正常工作且不对该环境中任何事物构成不能承受的电磁骚扰的能力。
在电机控制系统中,EMC 问题主要源于电机的运行过程。
电机在工作时,会产生电磁辐射,如磁场、电场等。
同时,电机的启动、停止和调速等操作也会引起电流和电压的快速变化,从而产生电磁脉冲。
此外,电机控制系统中的电力电子器件,如变频器、驱动器等,在开关过程中也会产生高频噪声。
这些电磁干扰源如果不能得到有效的抑制和处理,就会通过电源线、信号线、地线等传播途径,对系统内部的其他电路以及周围的电子设备产生影响。
为了解决电机控制系统中的 EMC 问题,我们可以从硬件和软件两个方面入手。
在硬件方面,合理的电路设计是关键。
首先,要选择合适的电子元件和器件。
例如,在选择电容器时,应考虑其电容值、耐压值、等效串联电阻(ESR)和等效串联电感(ESL)等参数,以确保其能够有效地滤波和抑制高频噪声。
在选择电感时,要注意其电感量、饱和电流和直流电阻等参数,以保证其在工作过程中的稳定性和可靠性。
其次,要优化电路板的布局和布线。
电源线和地线应尽量加粗,以减小电阻和电感,提高电源的稳定性和抗干扰能力。
信号线应尽量远离电源线和功率线,避免交叉和平行布线,以减少信号之间的串扰。
EMC实用整改方案

EMC实用整改方案随着科技的不断发展,电子产品已经成为人们日常生活中不可或缺的一部分。
然而,电磁兼容(EMC)问题也逐渐凸显出来。
EMC是指电子设备在正常工作时,不会对周围电磁环境造成干扰,同时也能耐受其他设备可能产生的电磁干扰的能力。
为了解决EMC问题,制定一份实用的整改方案是至关重要的。
一、了解市场要求和标准首先,为了制定适合的整改方案,必须了解当前市场上对EMC的要求和标准。
各个行业和地区可能存在不同的要求,因此需要针对具体情况进行分析。
了解市场需求和合规要求,有助于确定整改方案的方向和重点。
二、检测和评估电磁兼容性在制定整改方案前,需要对现有设备的电磁兼容性进行检测和评估。
通过专业的测试仪器和设备,对设备进行EMC测试,获取相关数据和结果。
评估结果可以帮助确定问题的具体范围和程度,为后续整改提供依据。
三、制定整改目标和安排基于检测和评估结果,确定整改目标和安排。
整改目标应该明确具体,包括提高电磁兼容性,减少电磁干扰等。
根据实际情况,合理安排整改时间和资源,确保整改工作的高效进行。
四、加强电磁屏蔽为了提高设备的电磁兼容性,可以采取一些措施加强电磁屏蔽。
例如,在设计和生产过程中使用符合标准的屏蔽材料,优化设备的布线和连接方式,提高抗干扰能力。
此外,合理设计外壳和散热系统,减少电磁泄漏和干扰。
五、优化接地系统接地系统在电磁兼容性中起着重要的作用。
通过合理设计和构建接地系统,可以有效减少电磁辐射和干扰。
确保设备的接地电阻符合标准要求,提高接地系统的稳定性和可靠性。
此外,对设备进行接地处理时,还需注意排除地雷、干扰源等问题,确保接地系统的有效运行。
六、优化信号线布线信号线的布线也对EMC起到重要影响。
合理的信号线布线可以降低电磁干扰的发生和传播。
在设计和生产过程中,需要从布线距离、信号线和地面平面的位置等方面进行考虑。
优化信号线布线可以提高设备的抗干扰能力,降低对其他设备和系统的影响。
七、提升人员技能和意识为了有效解决EMC问题,除了从技术和工程方面入手,还需要提升人员的技能和意识。
_EMC_整改常见措施

_EMC_整改常见措施EMC整改常见措施一、背景介绍电磁兼容性(Electromagnetic Compatibility,简称EMC)是指在特定的电磁环境中,设备、系统或者产品能够在不产生或者接收到不可接受的电磁干扰的情况下正常工作的能力。
为了确保设备的正常运行,避免电磁干扰对其他设备或者系统造成影响,需要进行EMC整改。
二、EMC整改的目的EMC整改的目的是消除或者减少设备、系统或者产品在电磁环境中的电磁干扰,提高其电磁兼容性,确保其正常工作并符合相关标准和规定。
三、EMC整改常见措施1. 设备屏蔽通过在设备或者系统中增加屏蔽结构,如金属外壳、屏蔽罩等,来阻挡电磁波的传播,减少电磁辐射和接收到的干扰信号。
2. 滤波器的应用在设备的电源输入端或者信号输入输出端增加适当的滤波器,用于滤除电源线上的高频噪声和信号线上的干扰信号,保证设备的正常工作。
3. 地线设计合理设计设备的地线系统,确保设备的接地良好,并避免接地回路中浮现过大的回流电流,减少电磁辐射和接收到的干扰信号。
4. 电磁屏蔽室对于特殊要求的设备或者系统,可以建立电磁屏蔽室,将设备置于屏蔽室中进行测试和调试,避免电磁干扰对外界的影响。
5. 线缆布线合理规划设备的线缆布线,避免线缆之间的交叉干扰和电磁辐射,采用屏蔽线缆或者增加线缆的距离来降低干扰。
6. 抑制电磁辐射通过合理的电路设计和信号处理,减少电路中的高频振荡和电磁辐射,降低设备对外界的电磁干扰。
7. 抑制电磁感应通过合理的电路设计和信号处理,减少设备对外界电磁场的感应,降低设备对外界电磁干扰的敏感度。
8. 场强测量和测试进行EMC整改后,需要进行场强测量和测试,验证设备的电磁兼容性是否符合要求,并对不符合要求的地方进行进一步的优化和调整。
9. 电磁兼容性培训对设备的操作人员进行电磁兼容性培训,提高其对电磁干扰和电磁辐射的认识,加强设备的正确使用和维护,减少电磁干扰的发生。
四、EMC整改的效果评估EMC整改后,需要对设备进行效果评估,包括电磁辐射和电磁感应的测试,验证整改措施的有效性,并根据测试结果进行进一步的优化和改进。
电机EMC整改方案

2014年中考冲刺综合复习指导北京地区试题广东地区试题江苏地区试题1EMI产生的根源对于由小型永磁直流电机驱动的各类产品,通常只有EMI的问题。
EMI可分为传导干扰和辐射干扰:传导干扰是指干扰能量沿着电缆以干扰电压的形式传播;辐射干扰是指干扰能量以电磁波的形式通过空间将其信号藕合(干扰)到另一个电网络。
为限制永磁电机的EMI,必须搞清干扰源才能有效对电磁干扰加以抑制。
在由永磁直流电机驱动的各种工业产品中,EMI的来源主要包括: L1电机的火花火花使换向区域附近的空气介质电离,在空气中形成带电粒子,形成电磁干扰; L2非线性器件可控硅、整流二极管以及晶体管开关的导通和截止的工作特性会产生高频谐波干扰;1.3电机的磁路过于饱和的磁路也会产生较大的电磁干扰。
在产品中加装滤波器以及采用各种屏蔽手段可以有效地抑制EMI,但从根源上消除干扰源的干扰同样重要。
在上述各干扰源中,直流电机在换向过程中产生的火花,由于其成因复杂,在实际应用中常常难以控制。
表面上,电机生产过程中的各种不良工艺都会加剧运行中的火花,必须加以控制,如换向器表面的精车水平包括圆度、跳动、光洁度,转子的动平衡水平,此外,弹簧的压力以及碳刷的材质都会对火花的大小产生极大的影响。
理论上,火花产生的根源是换向中产生的各种电动势,包括电抗电势及变压器电势,换向片上的片间电压以及转子上的电枢反应等。
这其中,电抗电势是最主要的。
换向时,电枢电流在极短的时间内变换方向,线圈电流的换向过程由图1简示。
2抑制电抗电势的方法由上述分析可知,抑制永磁直流电机EMI的根本在于有效地削弱换向过程产生的电抗电势。
当然,前提是必须保证电机生产工艺及电机在产品中装配的稳定性。
这里仅限从理论上探究抑制电抗电势的方法。
根据(1),削弱电抗电势的手段包括调整定转子线圈匝数比或依靠增加换向片数来减少每线圈匝数以减小电感,或适当加大碳刷宽度以增加换向周期,另外,增大碳刷的电阻率亦可减小电抗电势对换向的阻碍。
电机EMC解决方法

马达 EMC 的解决方法什么是 EMC 认证 什么是 EMC 认证 随着电气电子技术的发展,家用电器产品日益普及和电子化,广播电视、 邮电通讯和计算机网络的日益发达, 电磁环境日益复杂和恶化, 使得电气电子产品的电磁兼 容性(EMC 电磁干扰 EMI 与电磁抗 EMS)问题也受到各国政府和生产企业的日益重视。
电子、 电器产品的电磁兼容性(EMC)是一项非常重要的质量指标,它不仅关系到产品本身的工 作可靠性和使用安全性, 而且还可能影响到其他设备和系统的正常工作, 关系到电磁环境的 保护问题。
欧共体政府规定,从 1996 年 1 月 1 起,所有电气电子产品必须通过 EMC 认 证,加贴 CE 标志后才能在欧共体市场上销售。
此举在世界上引起广泛影响,各国政府纷纷 采取措施,对电气电子产品的 EMC 性能实行强制性管理。
国际上比较有影响的,例如欧盟 89/336/EEC 指令(即 EMC 指令)、美国联邦法典 CFR 47/FCC Rules 等都对电磁兼容认 证提出了明确的要求 EMC 是 Electro Magnetic Compatibility 的缩写,即电磁兼容。
顺便说一句,我国 CCC 认证标志后带 EMC 字母的才表示电磁兼容认证 我们看电视的时候, 如果旁边有人使用电吹风或电剃须刀之类的家用电器, 屏幕上会出现令 人烦感的雪花条纹。
电饭锅煮不熟米饭,明明关闭了的空调器,过一会却又自己启动……这 些都是常见到的电磁干扰现象。
更为严重的是, 如果电磁干扰信号妨碍了正在监视病情的医 疗电子设备或正在飞行的飞机时,则会造成不堪设想的后果。
电磁兼容性(EMC)是指设备或系统在其电磁环境中符合要求运行并不对其环境中的任何 设备产生无法忍受的电磁干扰的能力。
因此,EMC 包括两个方面的要求:一方面是指设备 在正常运行过程中对所在环境产生的电磁干扰不能超过一定的限值; 另一方面是指器具对所 在环境中存在的电磁干扰具有一定程度的抗扰度,即电磁敏感性。
170911-关于改善直流电机EMC方案

关于改善直流电机EMC方案一.单相串激电机的换向种类分为:直线换向(电阻换向).延时换向.超前换向,由于有电抗电势的存在和影响,直线换向根本不存在,因此单相串激电机的换向只有两种,不是延时换向,就是超前换向;1. 当电抗电势所形成的环流大于换向电势所形成的环流时,直线换向就变成延时换向,此时后刷边的电流密度大于前刷边的电流密度,造成后刷边的火花较大;2.当电抗电势所形成的环流小于换向电势所形成的环流时,直线换向就变成超前换向,此时前刷边的电流密度大于后刷边的电流密度,造成前刷边的火花较大;二.单相串激电机的换向好坏直接影响EMC的测试,要想改善EMC就必须改善电机的换向,改善电机的换向有以下措施:1. 选用与换向器接触电阻较大的碳刷,而增加碳刷与换向器的接触电阻最有效的办法是选用硬质碳刷,碳刷越硬,接触电阻越大,接触压降也越大,相对的削弱了电感的影响,使换向过程近似于直线换向,有利于消除火花.碳刷根据接触电阻大小分为:碳石墨碳刷.石墨碳刷.电化石墨碳刷和铜石墨碳刷.需要注意的是,每种电机都有适合其性能的碳刷,有的电机可能这种碳刷火花大,而换上另一种碳刷可能就满足换向要求,因此,一个电机尽量多试几种碳刷,以找到最适合该电机的碳刷.2. 控制碳刷弹簧压力在250~500g/cm²之间;3. 控制碳刷电流密度≤12A/cm²4.控制换向器片间电压< 25V;5. 控制碳刷在刷握里的单边尺寸在0.05-0.39MM之间;6. 控制换向器与刷握的端面间距在1.5±0.5MM之间;7. 控制换向器的表面粗糙度Ra<0.48. 减少电抗电势E=2×I×L/T,其中I为电枢电流,L为线圈电感,T为换向周期,要减少电抗电势,可采用减少换向线圈的匝数,即减少转子的线圈数;采用较短的铁芯长度等;9. 利用换向电势或速度电势来抵消电抗电势; 10. 逆转子旋转方向移动碳刷10度-26度;11. 在绕线时,将接线顺着转子的旋转方向偏前1-2片; 12. 在绕线时,采用短距绕组,而不能采用全距绕组;13. 加强定子磁场以相对削弱转子磁场的办法,即加大定子的激磁安匝数;14. 定子采用不均匀气隙,其益处:可降低由于电枢反应所引起的气隙磁场的畸变程度,使换向器的片间电压最大值减小,从而可减少换向火花(见下图) 15. 限制变压器电势E=4.44×f×W2×¢,其中f为电源的频率, W2为转子的每元件匝数, W2=N/2K,N为转子的总导体数,K为换向片数, ¢为定子单边磁通量,要减少变压器电势可采用增加换向器片数的办法,或者减少转子的每元件匝数,一般将变压器电势控制在≤7V. 三. 改善EMC的措施一台高速运转的带换向器的串激电机就相当于一台无线电发射装置,由于换向时产生火花和电弧,它将产生低频和高频的无线电干涉影响电视广播和无线电通讯,因此需要对其产生的干扰进行抑制;1.电磁干扰形成的原因A. 电机换向时导致参与换向的电枢线圈短路,回路流过短时大电流,当换向片与碳刷断开位置时,碳刷与换向片之间产生换向火花,使换向区域附近的空气介质电离,在空气中形成带电粒子,从而形成电磁干扰,这种火花电离产生的干扰频谱较宽且连续分布,对广播电视产品.通讯类产品及其他电子类产品有较大的干扰作用;B. 由于可控硅.整流二极管.开关等在导通和截止的工作特性和导通的稳定性较差,也会产生高频次谐波干扰分量;C. 由于电机的定子铁芯和转子的开槽设计和线圈上磁路设计比较饱和,也会产生较大的高频次谐波干扰分量引起电磁干扰.2. EMC: Electro Magnetic Compatibility (电磁兼容性):根据电磁兼容指令89/336/EEC,其定义为:装置.设备单元或系统在电磁环境中能够正常工作(抗扰度),并且不对该环境中的任何装置.设备构成不能承受的干扰(发射)能力.3.串激电机运转产生的低频波段在0.15MHz-30MHz,该波段的频率一般通过传导干扰由电源线反馈回电网;4.串激电机运转产生的高频波段在30MHz-300MHz,该波段的频率通过辐射干扰以电磁波的形式辐射到空间,通过电视广播和无线电通讯的天线接收而影响接收器的正常工作;5. 电磁干扰的途径见下图.6. GB4343.1-2003对频率在0.15MHz-30MHz连续干扰电压的允许值和频率在30MHz-300MHz的干扰功率值有严格的规定,这里不详述,有兴趣的同事可查此标准. 7. 下面从结构设计和制造工艺方面就降低无线电干扰采取的一些措施:A. 重视对电机换向的改善,只要电机的换向改善了,电机对无线电干扰的程度就会得到很大的改善,改善换向的方法如前面所述;B. 重视刷握在机壳中的定位方法,刷握固定的形式必须牢固可靠,以防止由于刷握的微量跳动而使高频分量过大,造成干扰功率的过大;C. 内部连接线与导电部位的联接要可靠,并稳妥地安置在合适位置,比如稳妥地安放在卡线槽内,接触点不牢固将会对30MHz以上的高频分量带来较大的干扰电平;D. 碳刷与换向器的材质要相宜,尤其是硬度搭配要合适,不能一个软一个硬,要防止换向器表面的过早磨损而出现表面不平,引起干扰电平的增大;6. 安装附加抑制器,为改善高频时滤波器的抑制效果,提高对高频干扰功率的抑制能力,可以采用附加抑制器,常见的形式有:A. 在碳刷两端并接一只电容器;B. 在碳刷和定子绕组间串接电感;C. A和B的组合; D. 在手柄电源线中串接两只电感;E. 采用三角形电容.F. 采用三角形电容和电感的配合使用.采用附加抑制器主要就是利用电感和电容的“通高频阻低频”或“通低频阻高频”的特点,减弱因电动工具高速旋转所产生的低频干扰和高频辐射,从而减少对电视广播和无线电通讯的干扰.随着科学技术的发展,电视广播和无线电通讯的频率范围已从甚高频(VHF)300MHz以下发展到超高频(UHF),频率范围300MHz-3000MHz,因此有的国家特别是欧洲国家已要求抑制干扰的频率扩大到10KHz-1000MHz,这给电动工具的EMC测试提出了新的要求.同时,高速运转的串激电机不仅对电视广播和无线电通讯带来干扰,同时对附近工作的微型化和电子化的电子仪器也产生干扰,影响其准确度和精确度.电磁兼容性反映了电子设备或系统在其电磁环境中符合要求运行并不对其环境的任何设备产生无法忍受的电磁干扰能力,它包含两个方面的要求:一方面是指设备在正常运行过程中对所在环境产生的电磁干扰不能超过一定的限值即EMI(ElectromagneticInterference);另一方面是指设备对所在环境中存在的电磁干扰具有一定程度的抗扰度,即电磁敏感性EMS(ElectromagneticSusceptibility),商用电气产品为取得某一市场的销售资格,其EMI水平必须通过强制性认证,即达到某一标准,如国际无线电干扰特别委员会的IECCISPRI4-1,欧洲的 EN55014-1,或中国的GB4343.1等等。
关于改善直流电机EMC方案

一.单相串激电机的换向种类分为:直线换向(电阻换向).延时换向.超前换向,由于有电抗电势的存在和影响,直线换向根本不存在,因此单相串激电机的换向只有两种,不是延时换向,就是超前换向;1. 当电抗电势所形成的环流大于换向电势所形成的环流时,直线换向就变成延时换向,此时后刷边的电流密度大于前刷边的电流密度,造成后刷边的火花较大;2.当电抗电势所形成的环流小于换向电势所形成的环流时,直线换向就变成超前换向,此时前刷边的电流密度大于后刷边的电流密度,造成前刷边的火花较大;二.单相串激电机的换向好坏直接影响EMC的测试,要想改善EMC就必须改善电机的换向,改善电机的换向有以下措施:1. 选用与换向器接触电阻较大的碳刷,而增加碳刷与换向器的接触电阻最有效的办法是选用硬质碳刷,碳刷越硬,接触电阻越大,接触压降也越大,相对的削弱了电感的影响,使换向过程近似于直线换向,有利于消除火花.碳刷根据接触电阻大小分为:碳石墨碳刷.石墨碳刷.电化石墨碳刷和铜石墨碳刷.需要注意的是,每种电机都有适合其性能的碳刷,有的电机可能这种碳刷火花大,而换上另一种碳刷可能就满足换向要求,因此,一个电机尽量多试几种碳刷,以找到最适合该电机的碳刷.2. 控制碳刷弹簧压力在250~500g/cm²之间;3. 控制碳刷电流密度≤12A/cm²4.控制换向器片间电压<25V;5. 控制碳刷在刷握里的单边尺寸在0.05-0.39MM之间;6. 控制换向器与刷握的端面间距在1.5±0.5MM之间;7. 控制换向器的表面粗糙度Ra<0.48. 减少电抗电势E=2×I×L/T,其中I为电枢电流,L为线圈电感,T为换向周期,要减少电抗电势,可采用减少换向线圈的匝数,即减少转子的线圈数;采用较短的铁芯长度等;9. 利用换向电势或速度电势来抵消电抗电势;10. 逆转子旋转方向移动碳刷10度-26度;11. 在绕线时,将接线顺着转子的旋转方向偏前1-2片;12. 在绕线时,采用短距绕组,而不能采用全距绕组;13. 加强定子磁场以相对削弱转子磁场的办法,即加大定子的激磁安匝数;14. 定子采用不均匀气隙,其益处:可降低由于电枢反应所引起的气隙磁场的畸变程度,使换向器的片间电压最大值减小,从而可减少换向火花(见下图)15. 限制变压器电势E=4.44×f×W2×¢,其中f为电源的频率, W2为转子的每元件匝数, W2=N/2K,N为转子的总导体数,K为换向片数, ¢为定子单边磁通量,要减少变压器电势可采用增加换向器片数的办法,或者减少转子的每元件匝数,一般将变压器电势控制在≤7V.三. 改善EMC的措施一台高速运转的带换向器的串激电机就相当于一台无线电发射装置,由于换向时产生火花和电弧,它将产生低频和高频的无线电干涉影响电视广播和无线电通讯,因此需要对其产生的干扰进行抑制;1.电磁干扰形成的原因A. 电机换向时导致参与换向的电枢线圈短路,回路流过短时大电流,当换向片与碳刷断开位置时,碳刷与换向片之间产生换向火花,使换向区域附近的空气介质电离,在空气中形成带电粒子,从而形成电磁干扰,这种火花电离产生的干扰频谱较宽且连续分布,对广播电视产品.通讯类产品及其他电子类产品有较大的干扰作用;B. 由于可控硅.整流二极管.开关等在导通和截止的工作特性和导通的稳定性较差,也会产生高频次谐波干扰分量;C. 由于电机的定子铁芯和转子的开槽设计和线圈上磁路设计比较饱和,也会产生较大的高频次谐波干扰分量引起电磁干扰.2. EMC: Electro Magnetic Compatibility (电磁兼容性):根据电磁兼容指令89/336/EEC,其定义为:装置.设备单元或系统在电磁环境中能够正常工作(抗扰度),并且不对该环境中的任何装置.设备构成不能承受的干扰(发射)能力.3.串激电机运转产生的低频波段在0.15MHz-30MHz,该波段的频率一般通过传导干扰由电源线反馈回电网;4.串激电机运转产生的高频波段在30MHz-300MHz,该波段的频率通过辐射干扰以电磁波的形式辐射到空间,通过电视广播和无线电通讯的天线接收而影响接收器的正常工作;5. 电磁干扰的途径见下图.6. GB4343.1-2003对频率在0.15MHz-30MHz连续干扰电压的允许值和频率在30MHz-300MHz的干扰功率值有严格的规定,这里不详述,有兴趣的同事可查此标准.7. 下面从结构设计和制造工艺方面就降低无线电干扰采取的一些措施:A. 重视对电机换向的改善,只要电机的换向改善了,电机对无线电干扰的程度就会得到很大的改善,改善换向的方法如前面所述;B. 重视刷握在机壳中的定位方法,刷握固定的形式必须牢固可靠,以防止由于刷握的微量跳动而使高频分量过大,造成干扰功率的过大;C. 内部连接线与导电部位的联接要可靠,并稳妥地安置在合适位置,比如稳妥地安放在卡线槽内,接触点不牢固将会对30MHz以上的高频分量带来较大的干扰电平;D. 碳刷与换向器的材质要相宜,尤其是硬度搭配要合适,不能一个软一个硬,要防止换向器表面的过早磨损而出现表面不平,引起干扰电平的增大;6. 安装附加抑制器,为改善高频时滤波器的抑制效果,提高对高频干扰功率的抑制能力,可以采用附加抑制器,常见的形式有:A. 在碳刷两端并接一只电容器;B. 在碳刷和定子绕组间串接电感;C. A和B的组合;D. 在手柄电源线中串接两只电感;E. 采用三角形电容.F. 采用三角形电容和电感的配合使用.采用附加抑制器主要就是利用电感和电容的“通高频阻低频”或“通低频阻高频”的特点,减弱因电动工具高速旋转所产生的低频干扰和高频辐射,从而减少对电视广播和无线电通讯的干扰.随着科学技术的发展,电视广播和无线电通讯的频率范围已从甚高频(VHF)300MHz 以下发展到超高频(UHF),频率范围300MHz-3000MHz,因此有的国家特别是欧洲国家已要求抑制干扰的频率扩大到10KHz-1000MHz,这给电动工具的EMC测试提出了新的要求.同时,高速运转的串激电机不仅对电视广播和无线电通讯带来干扰,同时对附近工作的微型化和电子化的电子仪器也产生干扰,影响其准确度和精确度.电磁兼容性反映了电子设备或系统在其电磁环境中符合要求运行并不对其环境的任何设备产生无法忍受的电磁干扰能力,它包含两个方面的要求:一方面是指设备在正常运行过程中对所在环境产生的电磁干扰不能超过一定的限值即EMI(ElectromagneticInterference);另一方面是指设备对所在环境中存在的电磁干扰具有一定程度的抗扰度,即电磁敏感性EMS(ElectromagneticSusceptibility),商用电气产品为取得某一市场的销售资格,其EMI水平必须通过强制性认证,即达到某一标准,如国际无线电干扰特别委员会的IECCISPRI4-1,欧洲的EN55014-1,或中国的GB4343.1等等。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
一.单相串激电机的换向种类分为:直线换向(电阻换向).延时换向.超前换向,由于有电抗电势的存在和影响,直线换向根本不存在,因此单相串激电机的换向只有两种,不是延时换向,就是超前换向;1. 当电抗电势所形成的环流大于换向电势所形成的环流时,直线换向就变成延时换向,此时后刷边的电流密度大于前刷边的电流密度,造成后刷边的火花较大;2.当电抗电势所形成的环流小于换向电势所形成的环流时,直线换向就变成超前换向,此时前刷边的电流密度大于后刷边的电流密度,造成前刷边的火花较大;二.单相串激电机的换向好坏直接影响EMC的测试,要想改善EMC就必须改善电机的换向,改善电机的换向有以下措施:1. 选用与换向器接触电阻较大的碳刷,而增加碳刷与换向器的接触电阻最有效的办法是选用硬质碳刷,碳刷越硬,接触电阻越大,接触压降也越大,相对的削弱了电感的影响,使换向过程近似于直线换向,有利于消除火花.碳刷根据接触电阻大小分为:碳石墨碳刷.石墨碳刷.电化石墨碳刷和铜石墨碳刷.需要注意的是,每种电机都有适合其性能的碳刷,有的电机可能这种碳刷火花大,而换上另一种碳刷可能就满足换向要求,因此,一个电机尽量多试几种碳刷,以找到最适合该电机的碳刷.2. 控制碳刷弹簧压力在250~500g/cm²之间;3. 控制碳刷电流密度≤12A/cm²4.控制换向器片间电压<25V;5. 控制碳刷在刷握里的单边尺寸在0.05-0.39MM之间;6. 控制换向器与刷握的端面间距在1.5±0.5MM之间;7. 控制换向器的表面粗糙度Ra<0.48. 减少电抗电势E=2×I×L/T,其中I为电枢电流,L为线圈电感,T为换向周期,要减少电抗电势,可采用减少换向线圈的匝数,即减少转子的线圈数;采用较短的铁芯长度等;9. 利用换向电势或速度电势来抵消电抗电势;10. 逆转子旋转方向移动碳刷10度-26度;11. 在绕线时,将接线顺着转子的旋转方向偏前1-2片;12. 在绕线时,采用短距绕组,而不能采用全距绕组;13. 加强定子磁场以相对削弱转子磁场的办法,即加大定子的激磁安匝数;14. 定子采用不均匀气隙,其益处:可降低由于电枢反应所引起的气隙磁场的畸变程度,使换向器的片间电压最大值减小,从而可减少换向火花(见下图)15. 限制变压器电势E=4.44×f×W2×¢,其中f为电源的频率, W2为转子的每元件匝数, W2=N/2K,N为转子的总导体数,K为换向片数, ¢为定子单边磁通量,要减少变压器电势可采用增加换向器片数的办法,或者减少转子的每元件匝数,一般将变压器电势控制在≤7V.三. 改善EMC的措施一台高速运转的带换向器的串激电机就相当于一台无线电发射装置,由于换向时产生火花和电弧,它将产生低频和高频的无线电干涉影响电视广播和无线电通讯,因此需要对其产生的干扰进行抑制;1.电磁干扰形成的原因A. 电机换向时导致参与换向的电枢线圈短路,回路流过短时大电流,当换向片与碳刷断开位置时,碳刷与换向片之间产生换向火花,使换向区域附近的空气介质电离,在空气中形成带电粒子,从而形成电磁干扰,这种火花电离产生的干扰频谱较宽且连续分布,对广播电视产品.通讯类产品及其他电子类产品有较大的干扰作用;B. 由于可控硅.整流二极管.开关等在导通和截止的工作特性和导通的稳定性较差,也会产生高频次谐波干扰分量;C. 由于电机的定子铁芯和转子的开槽设计和线圈上磁路设计比较饱和,也会产生较大的高频次谐波干扰分量引起电磁干扰.2. EMC: Electro Magnetic Compatibility (电磁兼容性):根据电磁兼容指令89/336/EEC,其定义为:装置.设备单元或系统在电磁环境中能够正常工作(抗扰度),并且不对该环境中的任何装置.设备构成不能承受的干扰(发射)能力.3.串激电机运转产生的低频波段在0.15MHz-30MHz,该波段的频率一般通过传导干扰由电源线反馈回电网;4.串激电机运转产生的高频波段在30MHz-300MHz,该波段的频率通过辐射干扰以电磁波的形式辐射到空间,通过电视广播和无线电通讯的天线接收而影响接收器的正常工作;5. 电磁干扰的途径见下图.6. GB4343.1-2003对频率在0.15MHz-30MHz连续干扰电压的允许值和频率在30MHz-300MHz的干扰功率值有严格的规定,这里不详述,有兴趣的同事可查此标准.7. 下面从结构设计和制造工艺方面就降低无线电干扰采取的一些措施:A. 重视对电机换向的改善,只要电机的换向改善了,电机对无线电干扰的程度就会得到很大的改善,改善换向的方法如前面所述;B. 重视刷握在机壳中的定位方法,刷握固定的形式必须牢固可靠,以防止由于刷握的微量跳动而使高频分量过大,造成干扰功率的过大;C. 内部连接线与导电部位的联接要可靠,并稳妥地安置在合适位置,比如稳妥地安放在卡线槽内,接触点不牢固将会对30MHz以上的高频分量带来较大的干扰电平;D. 碳刷与换向器的材质要相宜,尤其是硬度搭配要合适,不能一个软一个硬,要防止换向器表面的过早磨损而出现表面不平,引起干扰电平的增大;6. 安装附加抑制器,为改善高频时滤波器的抑制效果,提高对高频干扰功率的抑制能力,可以采用附加抑制器,常见的形式有:A. 在碳刷两端并接一只电容器;B. 在碳刷和定子绕组间串接电感;C. A和B的组合;D. 在手柄电源线中串接两只电感;E. 采用三角形电容.F. 采用三角形电容和电感的配合使用.采用附加抑制器主要就是利用电感和电容的“通高频阻低频”或“通低频阻高频”的特点,减弱因电动工具高速旋转所产生的低频干扰和高频辐射,从而减少对电视广播和无线电通讯的干扰.随着科学技术的发展,电视广播和无线电通讯的频率范围已从甚高频(VHF)300MHz 以下发展到超高频(UHF),频率范围300MHz-3000MHz,因此有的国家特别是欧洲国家已要求抑制干扰的频率扩大到10KHz-1000MHz,这给电动工具的EMC测试提出了新的要求.同时,高速运转的串激电机不仅对电视广播和无线电通讯带来干扰,同时对附近工作的微型化和电子化的电子仪器也产生干扰,影响其准确度和精确度.电磁兼容性反映了电子设备或系统在其电磁环境中符合要求运行并不对其环境的任何设备产生无法忍受的电磁干扰能力,它包含两个方面的要求:一方面是指设备在正常运行过程中对所在环境产生的电磁干扰不能超过一定的限值即EMI(ElectromagneticInterference);另一方面是指设备对所在环境中存在的电磁干扰具有一定程度的抗扰度,即电磁敏感性EMS(ElectromagneticSusceptibility),商用电气产品为取得某一市场的销售资格,其EMI水平必须通过强制性认证,即达到某一标准,如国际无线电干扰特别委员会的IECCISPRI4-1,欧洲的EN55014-1,或中国的GB4343.1等等。
各类标准事实上是等效的川。
1EMI产生的根源对于由小型永磁直流电机驱动的各类产品,通常只有EMI的问题。
EMI可分为传导干扰和辐射干扰:传导干扰是指干扰能量沿着电缆以干扰电压的形式传播;辐射干扰是指干扰能量以电磁波的形式通过空间将其信号藕合(干扰)到另一个电网络。
为限制永磁电机的EMI,必须搞清干扰源才能有效对电磁干扰加以抑制。
在由永磁直流电机驱动的各种工业产品中,EMI的来源主要包括:L1电机的火花火花使换向区域附近的空气介质电离,在空气中形成带电粒子,形成电磁干扰; L2非线性器件可控硅、整流二极管以及晶体管开关的导通和截止的工作特性会产生高频谐波干扰;1.3电机的磁路过于饱和的磁路也会产生较大的电磁干扰。
在产品中加装滤波器以及采用各种屏蔽手段可以有效地抑制EMI,但从根源上消除干扰源的干扰同样重要。
在上述各干扰源中,直流电机在换向过程中产生的火花,由于其成因复杂,在实际应用中常常难以控制。
表面上,电机生产过程中的各种不良工艺都会加剧运行中的火花,必须加以控制,如换向器表面的精车水平包括圆度、跳动、光洁度,转子的动平衡水平,此外,弹簧的压力以及碳刷的材质都会对火花的大小产生极大的影响。
理论上,火花产生的根源是换向中产生的各种电动势,包括电抗电势及变压器电势,换向片上的片间电压以及转子上的电枢反应等。
这其中,电抗电势是最主要的。
换向时,电枢电流在极短的时间内变换方向,线圈电流的换向过程由图1简示。
2抑制电抗电势的方法由上述分析可知,抑制永磁直流电机EMI的根本在于有效地削弱换向过程产生的电抗电势。
当然,前提是必须保证电机生产工艺及电机在产品中装配的稳定性。
这里仅限从理论上探究抑制电抗电势的方法。
根据(1),削弱电抗电势的手段包括调整定转子线圈匝数比或依靠增加换向片数来减少每线圈匝数以减小电感,或适当加大碳刷宽度以增加换向周期,另外,增大碳刷的电阻率亦可减小电抗电势对换向的阻碍。
但是,在工程实际中,上述条件只能非常有限的被满足。
比如,匝数比太大会造成磁路过度饱和,反而会恶化EM1;同时过高的定子槽满率不仅会降低电机的过载能力,也会影响生产效率;又如,受限于生产工艺水平,换向片数也无法太大。
至于碳刷电阻率,受发热限制,亦无法无限度提高。
所以,设法在换向过程中产生一个与电抗电势反向的电动势将其抵消将是抑制火花和EMI的最有效的方法。
众所周知,直流电机在磁极间加装换向极可以产生与电抗电势相反的电势,但小型直流电机受空间所限,不便加装换向极,所以,绝大多数设计都采用逆电机转向偏移碳刷位置的方法来达到与加装换向极相同的效果[zJ。
与偏移碳刷位置效果相同、精度更高、被现代生产实践应用更广泛的手段是,在转子绕线的过程中直接产生磁场借偏。
虽然国际国内各大电机制造公司及研究机构对电机的转子借偏角的定义不尽相同,但事实上却有同样的理论基础,这里不加赘述。
图3及图4分别表示了转子在借偏前后的电流分布:借偏有其特定的方向性,即对于已经制造完毕的有借偏的转子,其借偏的作用只对电机在某单方向有效,换言之,若转向相反,则该借偏会恶化换向及EMI。
其原理在于借偏角的方向必须与电机的转向一致,才可保证换向过程由借偏产生的电动势与电抗电动势向反。
借偏角度亦不可过大。
由于借偏相当于减小了转子的有效匝数,过大的借偏角度需要更多的线圈匝数来弥补,过多的用铜(铝)势必增加损耗,降低效率;同时,过大的借偏有时反而不利于电抗电动势的抵消。
在工程实际中,必须在火花抑制和电机性能中寻找最佳的平衡点,不可偏废。
必须指出,电机同其它工业产品一样,其最终的性能绝不仅仅决定于电磁设计和机械结构设计水平。
事实上,制造水平及工艺稳定性是保证好的电机设计的根本。