Panoramica
Nei moderni dispositivi elettronici e sistemi elettromeccanici, i collettori rotanti elettrici consentono la trasmissione di energia elettrica e segnali tra parti rotanti e parti fisse. Tuttavia, durante il funzionamento devono spesso affrontare problemi di compatibilità elettromagnetica (EMC). E questi problemi possono portare a errori di trasmissione dei dati o addirittura a malfunzionamenti dell'apparecchiatura. In questo articolo esploreremo le cause dei problemi EMC e proporremo soluzioni efficaci.
Cause dei problemi EMC degli anelli collettori
Fonte di disturbo
Quando le spazzole di un collettore rotante elettrico scorrono sugli anelli conduttori, si genereranno cariche elettriche statiche a causa dell'attrito. L'accumulo e il rilascio di queste cariche produrrà interferenze elettromagnetiche, influenzando il funzionamento dei componenti elettronici circostanti.
Unità ricevente
Il movimento relativo tra gli anelli conduttori e le spazzole equivale al taglio di linee di forza magnetiche, che genereranno una forza elettromotrice indotta. Ciò forma una corrente di rumore nel circuito e quindi innesca problemi EMC.
Canale di trasmissione
Durante la trasmissione del segnale tramite collettori rotanti multicanale, si verificherà un accoppiamento elettromagnetico tra diversi canali, con conseguente diafonia del segnale.
Misure per risolvere i problemi di compatibilità elettromagnetica degli anelli collettori
1. Progettazione della schermatura
Schermatura del campo magnetico
Possiamo utilizzare materiali ad alta permeabilità come la ferrite per costruire una struttura di schermatura del campo magnetico. La ferrite può guidare il campo magnetico esterno al suo interno e ridurre l'intensità del campo magnetico di circa il 90%.
Schermatura delle onde elettromagnetiche
Ciò si riferisce all'utilizzo di strati schermanti metallici (come rame o alluminio) o rivestimenti conduttivi per resistere alla penetrazione delle onde elettromagnetiche. Soprattutto in un ambiente con onde elettromagnetiche ad alta frequenza, possono controllare la velocità di penetrazione delle onde elettromagnetiche entro il 5%.
2. Progettazione della messa a terra
Messa a terra a punto singolo
La messa a terra a punto singolo significa che tutti i componenti del sistema ad anelli collettori che devono essere messi a terra sono collegati allo stesso punto di terra. Questo metodo di messa a terra può evitare la formazione di anelli di terra e ridurre le interferenze elettromagnetiche causate dalle correnti di terra.
Messa a terra multipunto
Nelle applicazioni ad alta frequenza, il design della messa a terra multipunto collega ciascun componente del collettore rotante alla terra vicina. Possiamo anche aggiungere componenti come induttanze di modo comune nelle linee di terra per sopprimere le correnti di interferenza di modo comune.
3. Tecnologia di filtraggio
Filtraggio della potenza
I filtri della linea elettrica vengono installati tra le linee elettriche e i dispositivi elettronici per sopprimere le interferenze elettromagnetiche parassite nella trasmissione di potenza, come i filtri di potenza di tipo LC.
Filtraggio del segnale:
La posizione di installazione del filtro del segnale dovrebbe essere il più vicino possibile alla sorgente del segnale o ad entrambe le estremità del segnale (estremità di ricezione). La sua tipologia varia in base alla larghezza di banda del segnale e alla frequenza dell'interferenza.
4. Progettazione dell'ottimizzazione
Una struttura ad anello conduttivo segmentato ridurrebbe la probabilità di accoppiamento capacitivo e di diafonia del segnale.
Dovremmo progettare ragionevolmente le dimensioni e la spaziatura dei collettori rotanti elettrici e ridurre l'incrocio dei cavi.
5. Miglioramento dei materiali
Possiamo utilizzare materiali ad alta permeabilità per la schermatura del campo magnetico per limitare l'ingresso e l'uscita delle radiazioni interne ed esterne nell'anello collettore.
Scegli spazzole in grafite o spazzole in metalli preziosi con buona conduttività elettrica e basso attrito. Ciò rende stabile il contatto tra loro e gli anelli conduttivi e riduce le interferenze elettromagnetiche.
6. Verifica dei dati
All'estremità di ricezione dei dati trasmessi dal collettore rotante, fare riferimento agli standard di test EMC e utilizzare metodi come il controllo di ridondanza ciclico (CRC) per verificare i dati ricevuti.
Per i segnali con rumore generato da interferenze elettromagnetiche, elaborarli tramite algoritmi di filtraggio digitale, algoritmi di livellamento del segnale, ecc. per ripristinare le caratteristiche del segnale originale.
Le soluzioni fornite da ByTune sono le seguenti
1. ByTune utilizza materiali ad alta permeabilità per effettuare la schermatura del campo magnetico all'interno della struttura dell'anello collettore elettrico, per diverse condizioni di lavoro.
2. Interrompiamo i percorsi di propagazione del rumore elettromagnetico dell'accoppiamento elettrostatico e dell'accoppiamento induttivo nell'anello collettore. E questo si ottiene utilizzando materiali altamente conduttivi, alloggiamenti speciali e layout di routing PCB.
3. ByTune progetta design appropriati del cavo di terra per l'intero sistema per garantire che il potenziale del cavo di terra sia il più stabile possibile, eliminando così le interferenze.
Conclusione
Da quanto sopra, possiamo vedere che i problemi di compatibilità elettromagnetica dei collettori rotanti devono essere considerati e affrontati da molteplici aspetti. Ciò include la progettazione della schermatura, la progettazione della messa a terra, la tecnologia di filtraggio, l'ottimizzazione del progetto, la selezione dei materiali e test rigorosi. ByTune fornisce una soluzione completa per collettori rotanti EMC dalla progettazione, ai test fino alla certificazione per aiutarti a migliorare la compatibilità elettromagnetica dei collettori rotanti. Se sei interessato, per favorecontattaciper acquisire una conoscenza più professionale!