直流有刷电机启动电流大怎么处理（直流有刷电机的工作原理）

一、简介

随着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。电机是许多产品的重要组成部分，如扫地机、吸尘器、电子门锁、汽车雨刷、空调压缩机等电动产品。电机电磁辐射问题还关系到产品的电磁辐射能否达标。常见电机可分为有刷电机和无刷电机。本文将主要分析直流有刷电机的噪声源并提出相应的解决方案。最后分享实际案例。

2.有机画笔简介

有刷电机的原理：

根据左手定则，伸出左手，让磁力线穿过手掌（手掌对准N极，手背对准S极） ），四根手指指向电流方向。那么拇指的方向就是导体上的力的方向。如下所示：

S和N是永磁体。此时，线圈由于磁场的作用力而沿顺时针方向旋转。由于换向器的存在，线圈旋转180后，线圈的电流仍然从左侧流入，从右侧流出，线圈保持顺时针旋转。顺时针旋转。当线圈和换向器变成两组、三组甚至更多组时，就是我们常见的有刷电机。因此，有刷电机的常见结构主要是：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

电机运行过程中，换向器不断旋转。在此过程中，换向器叶片和碳刷会不断、快速地相互摩擦，产生电弧现象。电弧产生高频噪声，高频噪声通过电机。电机引线和电机间隙向外辐射。一般电机都有金属外壳，可以屏蔽和吸收通过电机内部空间辐射的噪音。然而，也存在通过电机引线辐射的噪声。需要考虑对电机引线进行处理，例如在电机的结构中添加一个小型滤波器。滤波板用于隔离电机引线与外部引线，减少电机辐射。目前可以看到很多电机上都做了一些滤波处理。对于之前改装过的客户电机，内部小板及其等效电路如下：

采用上图电感+电容滤波方式，辐射测试严重超标，无法通过测试。该滤波方法仅考虑差模噪声干扰，忽略了电机引线中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。下面是电机共模和差模辐射模型的简化图： 图中，环路1 和环路2 为共模噪声环路，其中C1、C2、C3 为电路中的寄生电容，环路3 为差模噪声环路。一般来说，环路面积越大，辐射越强。从图中可以看出，共模噪声的环路面积远大于差模噪声的环路面积。综上所述，电机辐射包括共模噪声和差模噪声，其中共模噪声辐射能量较强。

四大策略

常见的滤波电路：

方案一：共模电感+电感+电容

优点：共模电感可以有效滤除共模噪声，电容可以滤除差模噪声，距离直流电机最近的电感L1、L2可以有效抑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尺寸，封装一般都比较大，需要考虑空间成本。

方案二：BDL+磁珠

BDL：BDL器件是一种多功能集成器件，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的特性，滤波性能优于电容和共模电感。滤波频段可达GHz，具有较高的耐压值。

缺点：上图中的PE一般是电机的金属外壳。滤波板除了电机引线外，还需要有额外的接地与金属外壳相连，两者的导电性能对滤波效果影响较大。影响。

五个例子

以下是为客户整改的一款用于气泵的电机。应用方案为：BDL+磁珠+电容。添加电容的主要目的是让整体数据余量更多。

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

有刷电机的EMC问题与电机转速、碳刷起弧程度以及电机结构有关。没有固定的解决方案，需要根据不同的电机特性调整解决方案。淘略科技在电机EMC整改方面积累了经验。凭借丰富的经验，我们期待为您服务。

责任编辑：haq