EMI静噪滤波器(EMC・噪声对策)服务机器人的噪声对策-2(2/3)

目录

4噪声状况确认及对策研究

我们分别确认了发射和抗扰度的现状,并研究了噪声对策。

5针对发射(放射噪声)的噪声对策

首先,确认了发射噪声的状况。测量已上市服务机器人的放射噪声。

  • 测量系统参考了CISPR16-2-3
  • 噪声允许值参考了通用标准IEC61000-6-3(住宅和商业环境)

放射噪声测量系统

放射噪声测量系统图片

6噪声对策实施前的放射噪声情况(初始状态)

确认噪声在30MHz-200MHz频段内超过了IEC61000-6-3的标准值。该频段内的噪声已成为很多服务机器人的问题。

噪声对策实施前的放射噪声情况(初始状态)

噪声对策实施前的放射噪声情况图表

7发射(放射噪声)问题的产生机制

我们研究了噪声源及其传播路径。
本次测试的设备使用了无刷电机。为了驱动无刷电机而使用了驱动电路,一般采用三相PWM控制电路作为无刷电机的驱动电路。这种控制电路每相使用2个开关元件,总共使用了6个开关元件,这些元件会产生开关噪声。这种开关噪声会传导到电缆上,但由于机器人中使用的电缆通常是未屏蔽的绝缘电缆,因此噪声会从电缆放射到外部。此外,由于噪声也会传导到电机内部的线圈,因此从电机本身也会放射噪声。

推测的噪声产生机制

推测的噪声产生机制图片
  1. 驱动电路的开关元件会产生开关噪声
  2. 开关噪声传导至电缆,并从电缆放射噪声(放射噪声A
  3. 开关噪声传导至无刷电机的线圈,从电机放射噪声(放射噪声B

8发射(放射噪声)的噪声对策

电机驱动电路中产生的开关噪声传导至电缆并从电缆放射或从电机本身放射,因此,应防止噪声传导至电缆。
因此,在电缆连接器附近插入噪声滤波器。由于噪声频率在30MHz至200MHz(某些情况下为300MHz)的频段内,因此选择在该频段有效的零件。可选择NFZ2HBM、NFZ32BW、NFZ5BBW等NFZ系列和BLT5BPT系列。此外,如果电机因某种原因而锁定,可能会流过瞬时尖峰电流,因此最好选择额定电流为正常电流的3至5倍的零件。这次使用的是NFZ2HBM。

插入噪声滤波器

插入噪声滤波器图片

此次介绍的滤波器

噪声滤波器NFZ系列

这是一款可以应对大电流的小型噪声滤波器。可以根据噪声的频率选择常数。

铁氧体磁珠BLT5BPT系列

支持最大为11A的大电流。最高工作温度为150°C,可在任何地方使用。

9发射(放射噪声)对策的效果

将NFZ2HBM4R4SN10安装在安装电缆的连接器附近时,可以将噪声抑制在标准值以下,并且可以确保5dB或更大的裕度。

水平偏振波

水平偏振波图表

垂直偏振波

垂直偏振波图表

本次使用的滤波器

铁氧体磁珠 NFZ系列

这是一款可以应对大电流的小型噪声滤波器。可以根据噪声的频率选择常数。

关联网站

请注意村田产品的仿造品