如何提高電機電流采集電路抗干擾能力
出處:21ic 發(fā)布于:2018-09-21 15:12:59
一、引言
由于電機的寬范圍調(diào)速以電機自身不能獲得理想的正弦氣隙磁場,導致在系統(tǒng)控制時采樣的相電流含有不規(guī)則的高次諧波和隨機干擾,再加上電流采樣電路的不穩(wěn)定性和A/D轉(zhuǎn)換單元偏差的存在,更是加大了及高速特性,加上實際采樣到的電流誤差。
眾所周知,電流的采樣對電機矢量控制是非常重要的。電流采樣方式主要有3種。
表1.1 電流采樣方式
對于大部分電機應用,采用雙電阻相電流采樣的方法具有一定的優(yōu)勢,所以小編這里重點和大家探討下雙電阻方式下,如何提高相電流采樣的抗干擾能力。
二、抗干擾設計
1、采樣電阻
采樣電阻是基本的電阻元器件,同時其參數(shù)的選擇對采樣度也是重要的影響因素。
電機控制器對電機的其中兩相電流通過采樣電阻進行采樣,如圖1所示,從采樣電阻上獲取的電壓信號經(jīng)過電壓偏置和放大,輸入到微處理器的A/D單元,從而得到其中兩相電流,再根據(jù)基爾霍夫定律,三相電流矢量和為0,推算出第三相的電流的值。
圖1 雙電阻采樣
對于320V供電空調(diào)壓縮機,電機內(nèi)阻0.2Ω,如果采樣電阻合適,則對回路沒有什么影響。如果采樣電阻的阻值過大,會引起電壓的損耗,使能量效率變低,較大的阻值會使負載電壓發(fā)生偏移,產(chǎn)生電磁干擾,產(chǎn)生系統(tǒng)對噪聲敏感的問題。當確定好阻值后還需要考慮電阻的穩(wěn)定性能和阻值誤差。
2、運放設計
在電機的電路設計過程中需著重考慮運放電路的設計,下面為相電流采樣電路的設計說明。本文中采用的是ON公司的NCV20034汽車級運放芯片,擁有高達7MHz的增益帶寬,集成4路獨立運放于一身。
運放芯片本身對共模干擾有抵抗作用,而在差模干擾的抵抗作用稍弱,所以設計的時候要著重提高差分線上的差模抗干擾能力。如圖2所示,C2電容就是為了提高抗差模干擾能力。差分線上的電阻(R34、R35)和反饋電阻(R39)應使用高的電阻,使得理論計算得到的參數(shù)是準確可靠的。然后與運放的輸出連接的AD口引腳上并連一個RC電路濾掉高次諧波干擾和隨機脈沖干擾,從而提升抗干擾能力。
3、PCB布置
為了能夠準確的采樣電流,應將運放芯片在PCB上的位置盡量靠近采樣電阻,同時又要使運放芯片不能遠離MCU,運放的地和MCU的地應該盡量靠攏。如圖3所示,采樣電阻(R98、R99、R100)兩端走差分線到運放的同相和反相端口,差分線應等距并且盡量短,以避免其他的干擾產(chǎn)生。壓縮機涉及到高壓和低壓部分,在布局電流地的時候,應使大電流地和小電流地能很好的單點隔離。
以上經(jīng)過硬件濾波后,如圖4所示,3相電流波形得到顯著的優(yōu)化。
圖4三相電流波形
版權(quán)與免責聲明
凡本網(wǎng)注明“出處:維庫電子市場網(wǎng)”的所有作品,版權(quán)均屬于維庫電子市場網(wǎng),轉(zhuǎn)載請必須注明維庫電子市場網(wǎng),http://hbjingang.com,違反者本網(wǎng)將追究相關(guān)法律責任。
本網(wǎng)轉(zhuǎn)載并注明自其它出處的作品,目的在于傳遞更多信息,并不代表本網(wǎng)贊同其觀點或證實其內(nèi)容的真實性,不承擔此類作品侵權(quán)行為的直接責任及連帶責任。其他媒體、網(wǎng)站或個人從本網(wǎng)轉(zhuǎn)載時,必須保留本網(wǎng)注明的作品出處,并自負版權(quán)等法律責任。
如涉及作品內(nèi)容、版權(quán)等問題,請在作品發(fā)表之日起一周內(nèi)與本網(wǎng)聯(lián)系,否則視為放棄相關(guān)權(quán)利。
- 工業(yè)視覺檢測系統(tǒng)技術(shù)參數(shù)與選型運維指南2026/1/4 14:50:21
- 工業(yè)視覺檢測系統(tǒng)核心知識解析2025/12/29 11:23:21
- 工業(yè)級電磁閥技術(shù)參數(shù)與選型運維指南2025/12/29 11:06:44
- 工業(yè)控制系統(tǒng)遠程訪問安全實操指南2025/12/25 10:04:23
- 工業(yè)控制系統(tǒng)網(wǎng)絡安全防護實操指南2025/12/25 9:53:54









