Descripción general
En los dispositivos electrónicos y sistemas electromecánicos modernos, los anillos colectores eléctricos permiten la transmisión de energía eléctrica y señales entre piezas giratorias y piezas estacionarias. Sin embargo, a menudo enfrentan problemas de compatibilidad electromagnética (EMC) durante su funcionamiento. Y estos problemas pueden provocar errores en la transmisión de datos o incluso mal funcionamiento del equipo. En este artículo, exploraremos las causas de sus problemas de EMC y propondremos soluciones efectivas.
Causas de los problemas EMC de los anillos colectores
Fuente de perturbación
Cuando las escobillas de un anillo colector eléctrico se deslizan sobre los anillos conductores, se generarán cargas eléctricas estáticas debido a la fricción. La acumulación y liberación de estas cargas producirá interferencias electromagnéticas que afectarán el funcionamiento de los componentes electrónicos circundantes.
Unidad receptora
El movimiento relativo entre los anillos conductores y las escobillas equivale a cortar líneas de fuerza magnéticas, lo que generará una fuerza electromotriz inducida. Esto forma una corriente de ruido en el circuito y luego provoca problemas EMC.
Canal de transmisión
Durante la transmisión de señales mediante anillos colectores multicanal, se producirá un acoplamiento electromagnético entre diferentes canales, lo que dará como resultado una diafonía de señales.
Medidas para resolver los problemas de compatibilidad electromagnética de los anillos colectores
1. Diseño de blindaje
Blindaje de campo magnético
Podemos utilizar materiales de alta permeabilidad como la ferrita para construir una estructura de protección contra campos magnéticos. La ferrita puede guiar el campo magnético externo hacia su interior y reducir la intensidad del campo magnético en aproximadamente un 90%.
Blindaje de ondas electromagnéticas
Esto se refiere al uso de capas protectoras metálicas (como cobre o aluminio) o recubrimientos conductores para resistir la penetración de ondas electromagnéticas. Especialmente en un entorno de ondas electromagnéticas de alta frecuencia, pueden controlar la tasa de penetración de las ondas electromagnéticas dentro del 5%.
2. Diseño de puesta a tierra
Conexión a tierra de un solo punto
La conexión a tierra de un solo punto significa que todos los componentes del sistema de anillos colectores que deben conectarse a tierra están conectados al mismo punto de conexión a tierra. Este método de conexión a tierra puede evitar la formación de bucles de tierra y reducir la interferencia electromagnética causada por las corrientes de tierra.
Conexión a tierra multipunto
En aplicaciones de alta frecuencia, el diseño de conexión a tierra multipunto conecta cada componente del anillo colector al suelo cercano. También podemos agregar componentes como bobinas de modo común en las líneas de tierra para suprimir las corrientes de interferencia de modo común.
3. Tecnología de filtrado
Filtrado de potencia
Los filtros de línea eléctrica se instalan entre líneas eléctricas y dispositivos electrónicos para suprimir la interferencia electromagnética parásita en la transmisión de energía, como los filtros de potencia tipo LC.
Filtrado de señal:
La posición de instalación del filtro de señal debe ser lo más cerca posible de la fuente de señal o de ambos extremos de la señal (extremo receptor). Su tipo varía según el ancho de banda de la señal y la frecuencia de interferencia.
4. Diseño de optimización
Una estructura de anillo conductora segmentada reduciría la probabilidad de acoplamiento capacitivo y diafonía de señales.
Deberíamos diseñar razonablemente el tamaño y el espaciado de los anillos colectores eléctricos y reducir el cruce de cables.
5. Mejora de materiales
Podemos utilizar materiales de alta permeabilidad para blindaje de campos magnéticos para limitar la entrada y salida de radiación interna y externa en el anillo colector.
Elija cepillos de grafito o cepillos de metales preciosos con buena conductividad eléctrica y baja fricción. Esto estabiliza el contacto entre ellos y los anillos conductores y reduce las interferencias electromagnéticas.
6. Verificación de datos
En el extremo receptor de los datos transmitidos por el anillo colector, consulte los estándares de prueba de EMC y utilice métodos como la verificación de redundancia cíclica (CRC) para verificar los datos recibidos.
Para señales con ruido generado por interferencias electromagnéticas, procéselas mediante algoritmos de filtrado digital, algoritmos de suavizado de señales, etc. para restaurar las características de la señal original.
Las soluciones proporcionadas por ByTune son las siguientes
1. ByTune utiliza materiales de alta permeabilidad para realizar blindaje de campo magnético dentro de la estructura del anillo colector eléctrico, para diferentes condiciones de trabajo.
2. Cortamos las rutas de propagación del ruido electromagnético del acoplamiento electrostático y del acoplamiento inductivo en el anillo colector. Y esto se logra mediante el uso de materiales altamente conductores, carcasas especiales y diseños de enrutamiento de PCB.
3. ByTune diseña diseños de cables de tierra apropiados para todo su sistema para garantizar que el potencial del cable de tierra sea lo más estable posible, eliminando así las interferencias.
Conclusión
De lo anterior, podemos ver que los problemas de compatibilidad electromagnética de los anillos colectores deben considerarse y abordarse desde múltiples aspectos. Esto incluye diseño de blindaje, diseño de puesta a tierra, tecnología de filtrado, optimización del diseño, selección de materiales y pruebas estrictas. ByTune proporciona una solución completa de anillos colectores EMC desde el diseño, las pruebas hasta la certificación para ayudarlo a mejorar la compatibilidad electromagnética de los anillos colectores. Si estas interesado por favorcontáctanospara obtener más conocimientos profesionales!