一、前言 由于》电磁环境越来越复杂，对产品的电磁辐射要求越来越高，越来◢越多的产品不得不考虑电磁兼容问题。电机作为许多产品的重要组成部分，例如扫地机，吸尘器，电子门锁，汽车上的↑雨刮、空调压缩机以及其他各种电ζ动类产品等，电机电磁辐射问题也关乎产品的电磁辐射能否达标，常见的电机可分♂为有刷电机和无刷电机，本文将主要围绕直流有刷电机的噪声来源进行☆分析并提出相应的解决对策，最后进行实际案例分享。 二、有机电刷介绍 有刷电机的原理： 根〓据左手定则，伸开左手，让磁感线穿入手心（手心对准N极，手背对准S极），四指指向电流方向，那么大拇指的方向就是导体受力∑方向。如下图： S和N为永磁体，此时线圈在磁场中受力的作用沿顺时针方向转动，由于换向器㊣ 的存在，在线圈转动180°后线圈的电流依旧是左边流入右边流出，线圈保持●沿顺时针方向转动。当线圈和换向器变为两组，三组甚至更多之后，就是我们常见的有刷电机。所以，有刷电机〓的常见结构主要为：永磁体（定子）+线圈绕组（转子）+换向器+碳刷，如下图所示： 电流流向为：电源正极--碳刷--线圈绕组--碳刷--电源负极。 三、电机辐射分析 电机在工作过程中，换向器不停地转动，在这个过程中换向片与碳刷之间会不停地快速地摩擦，进而产生拉电弧现象，电弧产生▓高频噪声，高频噪声通过电机引线和电机缝隙向外辐射。 一般电机都有金属外壳，可以对电机内部通过空间辐射的噪声进行屏Ψ 蔽和吸收，但是还有通过电机引线辐射出来的噪声，需要▅考虑对电机引线进行处理，例如在电机的结构中增加一块滤波小板，通过滤波小板将电机引线与外部引线隔离，减少电机辐射。 目前∞在很多电机上都可以看到已经有做了一些滤波处理，之前改过的一款客户电机，其内部的小板及其等效ζ 电路如下： 采用上图这种电感+电容的滤波方式，辐射测试○超标严重，无法通过测试，这种滤波方式只考虑了差模噪声干扰，而忽视了电机引线存在的共模噪声干扰。 对于电机辐射干扰，一般需要同时考虑共模噪声和差模噪声，以下是电机共模和差模辐射模型简∏图： 在图中，回路1和回路2为¤共模噪声回路，其中C1，C2，C3为电路中的寄生电容，回路3为差模噪声回路▆。一般而言，回路面积越大，辐射越强，由图可知，共模噪声的回路面积远大于差模噪声回路。综上，电机辐射包含共模噪╲声和差模噪声，其中共模噪声辐射能量更强。 四、对策 常见滤波电路： 方案一：共模电感+电感+电容 优点：共模电感可以针对共模噪声有效滤波，电容针№对差模噪声，跟直流电机最近的电感L1和L2能有效抑卐制电机换向器的电磁火花； 缺点：共模滤波器和电感需要考虑器件的电流大小，而且封装→一般都比较大，需要考虑空间成本。 方案二：BDL+磁珠 BDL：BDL器件是一个多功能集成器↑件，具有良好的EMI滤波效果。 优点：可以同时滤除共模噪声和差模噪声，由于BDL的特点，滤波性能优于电容卐以及共模电感，滤波频段可以达到GHz，且具有较高的耐压值。 缺点：上图中的PE一般为电机金属外壳，滤波小板上除了◥电机引线外，需要有额外的地并与金属外壳连接，而且这两⊙者的导通性的优劣对滤波效果有较□大影响。 五、实例 以下是帮客户整改的一款用于气泵的电机，应用的方案是：BDL+磁珠+电容，加电容的主要目的是为了让数据整体的余量更多。 整改前数据 垂直方向： 水平方向： 整改后数【据 水平方向： 垂直方向： 六、总结 有刷电机EMC问题与电机转速、碳刷的拉弧程度以及电机的结构等都有关系，不存在固定的解决方案，需要根据不同的电机特性进行方案调整，韬略科技在电机EMC整改方面已经积累了丰富的经验，期待能为您服务。
