机器人发射对策方法-4(4/4)
6.(2)有刷电机的噪音事例
接下来,我们将介绍(2)无刷电机的噪声事例。
6-1.(事例)配备无刷电机的服务机器人的辐射噪声评估
作为无刷电机的辐射噪声事例,我们将介绍使用服务机器人的辐射噪声事例。此外,服务机器人有时会通过共用杆上的变压器等公共配电网络提供AC电源,因此噪声允许值适用class B。
实施噪声对策前的辐射噪声评估结果。
对于很多机器人来说,可以认为在30MHz至100MHz(在本事例中为200MHz)的频带上的辐射噪声容易成为问题。
- 在30MHz至200MHz观测到噪声频谱。
评估设备使用的电机是无刷电机。
运行无刷电机需要电机驱动电路。无刷电机驱动电路一般采用三相PWM控制电路。
该控制电路的每相由2个开关元件(总共6个)组成,通过及时接通和切断各相,向电机连续流过电流。
包括机器人在内,电机驱动电路都由开关元件构成,因此会产生开关噪声。开关噪声传导至电缆后,由于机器人中使用的电缆是绝缘护套电缆,没有屏蔽,因此噪声会从电缆辐射到空间。
此外,噪声也会传导至电机内的绕组线圈,因此噪声也会从电机本身辐射。
- 噪声源:电机驱动电路开关(开关噪声)
- 路径:噪声传导至连接电路板和电机的电缆
- 辐射天线:
①连接电路板和电机的电缆
②电机本身(电机内部绕组线圈)
电机驱动电路中产生的开关噪声传导至电缆和电机本身并辐射。
作为对策,我们在连接器附近插入噪声滤波器。这里使用的滤波器应该选择能够在30MHz到200MHz(最高300MHz)获得插入损耗的产品。
(例)BLM31KN471SN1、NFZ系列、BLT5BPT等
在这里,需要注意插入电机每条线路中的滤波器的额定电流。如果电机稳定运行时的电流为1(A),则希望选择额定电流为其3~5倍的产品。
(原因)
如果电机在旋转时由于某种原因锁死,则可能会流过瞬时尖峰电流。我们需要选择即使流过这样的瞬时电流也不会发生故障的零件。
- 预防驱动电路中产生的(开关)噪声传导至电缆。
NFZ系列(NFZ2HBM/NFZ32BW/NFZ5BBW)
6-2. 通过噪声滤波器实施对策
我们调查了插入滤波器之前和之后的辐射噪声。使用的滤波器是NFZ2HBM4R4SN10。
通过插入滤波器,能够确保相对标准允许值有5dB或更高的噪声裕量。通过这样在噪声传导路径上使用滤波器可以有效阻止辐射噪声。
噪声滤波器(NFZ2HBM4R4SN10)
- 通过插入滤波器可以有效阻止辐射噪声。
7. 总结
作为机器人发射对策,我们介绍了传导噪声对策和辐射噪声对策的例子。关于辐射噪声,我们介绍了有刷电机和无刷电机的例子。在全部例子当中,都可以通过调查噪声的发生源、传导路径和辐射场所并在传导路径上设置适当的噪声滤波器来实施对策。
7-1. 机器人发射对策建议 CISPR11
7-2. 本公司建议的噪声对策零件
扼流圈(LQH5B/DEM8045Z/MDH6045C/MDH7045C)
铁氧体磁珠(BLM15H)