ЭМИ интерференционные помехи. Случай по устранению: система преобразования частоты лифта
В этом отчете подробно описывается процесс исправления шумовых помех, генерируемых системой переменной частоты Шанхайского современного лифта. Он охватывает результаты реализации и тестирования трех экспериментальных проектов: излученные помехи, проведенные помехи и гармоничный ток.
В отчете рассматриваются различные типы электромагнитных помех, встречающихся в системах преобразования частот лифта.
В отчете рассматриваются различные типы электромагнитных помех, встречающихся в системах преобразования частот лифта.
1. Проблема Введение
Электромагнитное помехи (EMI) является постоянной проблемой для современных электронных систем, особенно в сложных средах, таких как системы инверторов лифта. EMI, обычно называемый электрическим шумом, может нарушить нормальную работу цепей, введя интерференционные сигналы, которые мешают цифровым и аналоговым сигналам. В системах лифта чувствительные аналоговые сигналы сосуществуют с мощными цифровыми цепями, и даже крошечный шум может вызвать серьезные проблемы с производительностью или сбои.Понимание того, как EMI влияет на сигналы и схемы, имеет решающее значениеДля инженеров и дизайнеров для обеспечения надежной работы. Эффективное смягчение EMI - это не только соответствие нормативным стандартам, но также имеет решающее значение для безопасности, эффективности и долговечности систем лифтов и всей инфраструктуры здания.
2. Системные компоненты и расходные материалы
Системы инверторов лифта состоят из нескольких ключевых компонентов, включая расходные материалы, цифровые схемы и аналоговые устройства. Благодарность питания особенно важен, потому что он может генерировать и быть затронутым EMI. Высокочастотные сигналы, генерируемые источником питания, распространяются через систему и могут мешать чувствительным цепям и другим оборудованию. Кроме того, внешние источники радиочастотных помех (RFI) могут проникнуть в систему, что еще больше усугубляет проблемы с EMI. Чтобы уменьшить EMI, очень важно дляреализовать сильную фильтрацию и защитустратегия Развязывающие конденсаторы часто используются для фильтрации интерференционных сигналов на конце питания, в то время как инкапсулирование источника питания в корпус металла помогает защитить от внешних помех. Тщательно проектируя источник питания и его соединения, инженеры могут значительно снизить риск того, что EMI влияет на производительность всей системы.
3. Причины помех системы лифта
Вмешательство в лифтовые системы может исходить из различных источников, каждый из которых оказывает влияние на общую электромагнитную среду. Высокочастотные сигналы, генерируемые расходными материалами или компонентами переключения, вводят шум в систему, в то время как низкочастотные помехи часто связаны с колебаниями или гармониками в силовой системе здания. Берегнутые сигналы от другого оборудования в здании (например, радиопередатчики, микроволновые печи или промышленное оборудование) также могут соединиться в цепь лифта и мешать нормальной работе лифта. Чтобы эффективно уменьшить электромагнитные помехи, очень важно идентифицировать эти источники помех и реализовать целевые меры смягчения. Это может включать установку фильтров для блокировки нежелательных частот, используя экранирующие слои для предотвращения въезда внешних сигналов и обеспечения правильного заземления всей системы. Управляя внутренними и внешними источниками помех, инженеры могут улучшить электромагнитную совместимость систем лифта и обеспечить надежную производительность.
4. Конструкция системы преобразования частоты лифта
Конструкция системы преобразования частоты лифта играет ключевую роль в минимизации электромагнитных помех. Эффективное сокращение EMI начинается с реализации надлежащих методов фильтрации и экранирования. Например, интеграция фильтра низкого частота в источник питания может предотвратить распространение высокочастотных сигналов до остальной части системы. Окружение системы в металлический корпус обеспечивает физический барьер против внешнего помех, а тщательно разработанная плата с выделенной плоскостью заземления помогает еще больше уменьшить электромагнитные помехи. Также важно тщательно организовать компоненты для минимизации площади петли, поскольку более крупные петли могут действовать как антенны, увеличивая риск излучения EMI. Рассматривая эти принципы проектирования с самого начала, инженеры могут создавать системы инверторов лифта, которые являются прочными, надежными и соответствуют стандартам электромагнитной совместимости.
5. Проведеное исправление помех
Первоначальные параметры фильтра:
3 × 2,0mh Трехфазные индукторы общего режима
6 × 2,0UF CX
3 × 0,22 UF Cy
Согласно результатам теста EMI клиента (рисунок 1.1), требования были выполнены после 500 тыс., Но было значительное низкочастотное превышение. Проводимый шум является серьезной проблемой в системах лифта, так как он может двигаться вдоль линий питания и сигналов и нарушать работу цепи, если не правильно контролировать.
Меры по улучшению:
Рисунок 1.1
Увеличьте x конденсатор:В соответствии с емкостной формулой реактивного вещества XC = 1/2πFC, более крупные конденсаторы фильтруют низкочастотные сигналы, в то время как меньшие конденсаторы фильтруют высокочастотные сигналы. Учитывая, что чрезмерно большие конденсаторы могут привести к высоким току утечки и строгим объему и ограничениям клиента, входные конденсаторы были заменены на 3 × 4,7 UF CX. Результаты теста сетевого анализатора показали значительное улучшение низкочастотной производительности.
Заменить духи с общим режимом:Чтобы обеспечить прохождение теста, мы использовали аморфные ядры, известные их эффективностью при обработке низкочастотных помех, заменив удушья общего режима на аморфные рану с индуктивностью 20HH. Результаты испытаний (рис. 1.2 Common-Mode и рисунок 1.3 Дифференциальный режим) показали хорошую производительность, а образцы были отправлены в Сучжоу для тестирования.
КогдаПроектирование фильтра и системы заземления, важно подключить все основания в одной точке. Это единственное подключение к минимуму минимизирует шум и интерференцию, предотвращая воздействие на шум цифрового переключения, влияя на чувствительные аналоговые схемы.
 |
 |
|
| Рисунок 1.2 | Рисунок 1.3 |
6. Излучаемое исправление помех
Первоначальное тестирование
Когда была собрана внутренняя структура шасси и был подключен внешний двигатель в качестве моделируемой нагрузки, результаты испытаний (рис. 2.1) показали превышения от 30 до 43 м. Наблюдения показали, что превышения были наиболее значимыми, когда сигнальный приемник непосредственно обращался к моделируемому двигателю нагрузки. Каждое устройство и электронное устройство в системе должны быть разработаны, чтобы минимизировать восприимчивость к EMI, так как неправильное размещение компонентов или заземление может усилить шум в системе. Кроме того, электронное оборудование должно соответствовать стандартам EMI, чтобы обеспечить надежную работу.
 |
| Рисунок 2.1 |
Дискуссии с инженерами современного лифта Шанхая показали, что при включении шасси и привод переменной частоты работал без внешней нагрузки двигателя, излучаемые результаты испытаний не показали значительного превышения. Таким образом, было установлено, что открытый двигатель нагрузки во время теста стал источником излучаемой интерференции (рис. 2.2). Понимание частотного диапазона EMI имеет решающее значение для выбора соответствующих методов фильтрации и экранирования для защиты устройств и электронного оборудования.
 |
| Рисунок 2.2 |
Меры по улучшению
Добавить ядра феррита:Ферритовые ядер были добавлены в выход мотора, а фазовый проволочный проволоки - 3 поворота, чтобы блокировать интерференционные сигналы двигателя. Результаты испытаний (рис. 2.4) показали значительное улучшение, уменьшая шум на 10 дБ, хотя пик сдвинулся.Для обеспечения надлежащего фильтрации сигналов и программного фильтрации используются методы оборудования и программного фильтрации.Полем Стратегии фильтрации часто включают в себя фильтры с низким проходом и небольшие конденсаторы, чтобы блокировать высокочастотный шум и улучшить качество сигнала.
 |
| Рисунок 2.4 |
Полное защитное лечение:Дальнейшая проверка показала, что заземляющий проволока в экранированном кабеле не была заземлена при подключении шасси к энергосистеме, а изоляционная пленка шасси не была обработана (рис. 2.5). Из-за ограниченных условий на месте наши специалисты обернули пробелы и внешние кабели шасси и провели простое заземление для достижения полного экранирования. Результаты тестов (рис. 2.6) показали соблюдение стандартов и успешного прохождения теста.
|
|
 |
|
| Рисунок 2.5 | Рисунок 2.6 |
7. Проведеное исправление помех
Первоначальное тестирование
Первоначальный тест с использованием трехфазных индукторов с общим модом первого порядка 2,0MH показал неудовлетворительную низкочастотную производительность фильтрации (рис. 3.1). Источники помех в лифтовые системы могут включать различные факторы; Примерами являются неисправные щетки, армирование или дефектные линии электропередачи, все из которых могут генерироватьЭлектромагнитное помехи (EMI).Длинные провода и кабели в системе могут действовать как антенны, собирая или излучая EMI и повышая восприимчивость к шуму. Путь передачи нежелательных сигналов, таких как через эти провода или внешние проводники, может значительно повлиять на производительность системы лифта. Высокие пики или дуги высокого напряжения также являются общими источниками, которые могут генерировать существенную EMI в лифтовых цепях. Поддельные сигналы могут быть введены из внешних радиочастотных сигналов, которые могут мешать чувствительным цепи. При тестировании на EMI от внешнего оборудования принимаются антенны для измерения излучаемых выбросов из системы.
 |
| Рисунок 3.1 |
Меры по улучшению
Заменить индукторы:В соответствии с индуктивной формулой реактивного сопротивления xl = 2πflxl = 2 \ pi flxl = 2πfl, малая индуктивность не смогла достичь требуемого импеданса. Тем не менее, чрезмерно большая индуктивность может вызвать перекрестные помехи, неверно истолковывая сигналы дифференциального режима как общий режим, сильно влияя на способность устройства к противоположным способностям.Учитывая стоимость, объем и производительность EMI, Трехфазные индукторы общего мода первого порядка были использованы для выпрямления. Результаты теста (рис. 3.2) не показали невыполнения, стандартов собраний и прохождения теста за один раз.
 |
| Рисунок 3.2 |
8. Устранение гармонического тока
Гармоники в основном генерируются нелинейными нагрузками в сетке питания и обычно могут быть компенсированы путем установки активных фильтров. Для этого проекта по исправлению, наши специалисты определили систему переменной частоты как основной источник гармонических помех. Соответствующий реактор помог смягчить гармонические помехи. Результаты теста (рис. 4.1) показали, что только 5 -я гармоника не соответствовала стандарту.
Чтобы дополнительно уменьшить электромагнитные помехи (EMI), важно заключить схему внутри экранированного корпуса, такого как металлическая коробка, которая эффективно содержит электромагнитные выбросы и сводит к минимуму распространение EMI. Управление входным импедансом также имеет решающее значение для снижения восприимчивости к внешнему шуму и улучшения электромагнитной совместимости. Кроме того, OP AMP, используемые в схеме, особенно восприимчивы к EMI и могут вызвать выпрямление звука, если не правильно защищен, что приводит к нежелательному шуму или искажению. Мониторинг выходного напряжения и обеспечение стабильности напряжения необходимы для надежной работы схемы. Используя одно устройство сИнтегрированная фильтрация EMIможет значительно улучшить системный иммунитет к высокочастотным помехам.
 |
| Рисунок 4.1 |
Меры по улучшению
Ферритовые ядер были добавлены на входной конец переменного частотного привода, а фазовая проволочная рана 5 оборотов. Результаты испытаний (рис. 4.2) показали соблюдение стандартов и прохождения теста.
 |
| Рисунок 4.2 |
9. Резюме
Благодаря точным суждениям и высококачественным продуктам фильтра EMI это исправление успешно прошло все тестовые элементы. Фильтры продемонстрировали превосходные противоположные возможности без таких проблем, как перегрев или гудение, несмотря на объем и ограничения стоимости. Меры по исправлению положения и фильтры, используемые в этом проекте, применимы к широкому спектру электронных продуктов, что помогает обеспечить соответствие сЭлектромагнитные стандарты совместимости.
В этой статье с подробными этапами и анализом данных демонстрируется, как наши техники эффективно решали проблему помех шумового интерференции системы частот переменной частоты в Шанхае, обеспечивая ценный опыт и ссылку на аналогичные проблемы.
Основные знания фильтра EMI RFI
Фильтры ЭМС против фильтров гармоник: изучение их роли в электрических системах
Related blog
