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直流电机的空间干扰

作者:TSINGHUAJOKING卓晴发布时间:2024-10-01

一、前言

  今年五月份测量了这款小型电机上面的 0.1 微法电容的作用.使用示波器可以测量电机两个端点出现的尖峰脉冲信号.由此, 电机内部的噪声可以通过引线辐射到外部空间.现在手边有这样一个大功率的电机.可以看到电机后面有一个电路板,上面拥有三个1206 封装的0.1微法的贴片电容.  也是用于抑制电机内部的噪声辐射。下面测量一下它的作用。

二、电路结构

  可以看到,电机两个电极分别焊接在电路板的左右两个电路上。中间这颗电容是连接到两个供电电极。左右两颗电容连接在中间电极。通常情况下,中间电极应该 与电机外壳相连。现在空缺这。

▲ 图1.2.1 电极背后的电路板上的滤波电容

三、外部干扰信号

  使用一个工字型10mH电感放置在电机旁边,电机转动之后,可以看到电感上感应的脉冲电压信号。这些脉冲信号呈现准周期猝发特征,另外,脉冲还形成衰减震荡形式。这一点可以通过波形频谱更加清晰。可以看到之 180kHz 附近,有一个峰值。它反应了脉冲震荡的频率。这些脉冲干扰,来自电机内部电刷换流所产生的干扰信号。不过,现在看来,这些焊接的电容并没有能够有效抑制电机周围的干扰信号。

▲ 图1.3.1 电感上的电压信号

  在电感引脚连接DM3068万用表,测量电感的交流电压有效值。可以看到谐振峰频率降低了。现在只有 100kHz左右了。因此,猜测,这个谐振锋频率,取决于电感与外部分布电容所形成的谐振频率。由此可以推断,电机所辐射的干扰频谱实际上是很宽和平坦的。

▲ 图1.3.2 波形的频谱

四、焊接电机外壳

  测量电感在现在的位置,DM3068给出测量干扰信号在其带宽内的有效值为 63.8mV 。观察信号的峰峰值,峰峰值在 200mV左右。

  下面,将电路板中间电极与电机外壳进行连接。对比一下效果。通电之后,可以看到似乎干扰更大了。干扰信号的峰峰值超过了400mV。交流有效值电压增加到 75.7 mV。这说明,将干扰电路板中间与电机外壳连接,并没有太大的作用。

▲ 图1.4.1 焊接连接外壳电机,干扰信号

  下面将电路板上的 0.1微法的电容去掉。对比一下外部干扰信号的大小。出乎我们的意外,似乎干扰信号是增加了,但是变化并不太大。交流有效值似乎也只是增加一点点。由此,可以看到,在 200kHz之内的干扰信号与电机上的滤波电容似乎没有关系。

※ 总  结 ※

  本文使用工字型电感测量一个直流有刷电机外部的干扰信号。可以看到,在几百千赫兹范围内,干扰信号与电机上的滤波电容没有太大关系。受限于测量电感的频带宽度,没有能够评价更高频率范围内的干扰信号。通过这个结果可以让我们得知,电机对外部空间在几百kHz频段内的干扰与滤波电容无关。

参考资料[1]

电机上的104电容: https://zhuoqing.blog.csdn.net/article/details/139101671




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