直流电机PWM控制器的电磁兼容设计

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近年来,直流电动机的结构和控制方式都发生了很大变化。随着计算机进入控制领域以及新型的电力电子功率元件的不断出现,使采用全控型的开关功率元件进行脉宽调制(Pulse Width Modulation,简称PWM)控制方式已成为主流。与此同时,电磁干扰带来的问题也越来越严重,现在已成为电气系统和设备正常工作突出的障碍。因此如何在共同的电磁环境中,使电气设备不受干扰的影响,而能相容的正常工作,是迫切急需解决的技术问题,而这一点正是研究电磁兼容性的目的。文中首先对电磁兼容性问题进行理论分析,阐明了电磁干扰的本质和条件,分析了主要的电磁干扰,以及抑制干扰的措施。分析了一般控制系统中的传导干扰的噪声源及耦合、电磁干扰的一些模型和相关的EMC设计。其次,设计一个直流电机PWM控制器,简要介绍了直流电动机的PWM调速原理。详细的介绍了CW1525A集成器及其电路设计。论文立足于工程实际应用和调速系统的具体要求,从脉宽调制的理论出发对主电路和控制部分各模块的功能和电路实现进行了研究,得到一个基于CW1525A的直流电机脉宽调速的控制器的设计方案。论文以设计的直流电机PWM控制器为研究对象,首先根据相关的标准对没有进行EMC设计的控制器进行测试,得到的测试数据显示系统的电磁兼容性很差。然后对电路的每一部分进行分析设计,加入相关的EMC设计,应用了电磁兼容性措施,其中大小电容并联使用,拓宽了频率的范围,使控制器的接地滤波的效果更好。最后又用同样的方法对控制器进行电磁兼容测试,得到的数据显示,控制器的电磁兼容性良好。
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