Зменшення шуму двигуна постійного струму

Я розробляю ланцюг з двигуном постійного струму 12 В постійного струму - 70 об / хв та іншими речами, включаючи MCU та LASER, усі вони приводяться в дію від одного джерела 12 В і мене турбує велика пульсація ВЧ від двигуна (електричний, а не радіаційний але ніякої шкоди у зменшенні обох).

Раніше я не багато працював з моторами, проте, читаючи статті в цій спільноті та шукаючи в інших місцях в Інтернеті, схоже, існує кілька методик боротьби з цим шумом, і мені було цікаво, чи зможу я отримати якісь освічені відповіді щодо обгрунтованості та недоліків деяких методів, з якими я стикався.

1. Невеликі конденсатори (1 або 10nF), з'єднані через клеми в різних комбінаціях, включаючи Vcc / Gnd, два між Vcc / Gnd з серединою, підключеною до корпусу зовнішньою стороною, і комбінацію вищезазначених. Неполяризований, якщо двигун повинен працювати в обох напрямках.

2. Пряме заземлення корпусу двигуна.

3. Дросельний дросель послідовно з Vcc двигуна.

4. Застосування більш складної фільтруючої топології, близької до двигуна.

5. Скручування та екранування кабелів двигуна та фізично ізоляція їх від залишків контуру.

6. Тримаючи заземлення двигуна окремо від землі решти ланцюга та підключаючи його безпосередньо до клем джерела живлення, якщо можливо (або якомога ближче, якщо немає), щоб уникнути проблем із заземленням (зірковий заземлення?)

7. Фізичне закриття двигуна всередині металевого корпусу (і заземлення цього корпусу).

8. Використовуючи великі (1000uF +) низькі електролітичні конденсатори ESR, підключені якомога ближче до іншого чутливого обладнання між їх Vcc та Gnd (Анод до Vcc, Катод до Gnd), або розміщуючи ці великі конденсатори поруч із самим джерелом живлення на всіх лініях провідний.

9. Запуск деякого іншого обладнання за допомогою лінійного регулятора (Не впевнений, чи вони особливо добре відхиляють HF-шум)

10. Розміщення діодів поруч із джерелом живлення для різних ліній, що ведуть до різних систем.

Шукаю загальну відповідь щодо ефективності вищезазначених методик і, можливо, більше щодо захисту від шуму двигуна постійного струму, а не чогось конкретного для цього двигуна, оскільки цей проект насправді закінчений, зараз мені просто цікаво і думаю, що було б корисно мати цю інформацію доступні в одному місці для майбутніх проектів та інших зацікавлених людей.

Ви завжди повинні накладати конденсатор через клеми двигуна, навіть якщо це не впливає на ланцюг, оскільки дуга щітки створює радіочастотний шум, який може впливати на інше обладнання (наприклад, AM радіо). Звичайна рекомендація - встановити два керамічних конденсатора 0,1 мкФ, один підключений від кожного клемми двигуна до корпусу. Це "підґрунтує" випадок спрацювати без небезпеки виникнення підключеного постійного струму.

Ripple може бути проблемою для чутливого обладнання, яке погано відхиляє джерело живлення, але звичайні фільтруючі конденсатори та регулятори зазвичай усувають його. Інша стурбованість викликає стрибок струму та зниження напруги, що виникає при запуску двигуна. Цей двигун має струм стійкості всього 390 мА, тому за умови, що ваш 12В живлення може справитись, що вам не доведеться турбуватися про це. Просто переконайтесь, що мотор та його схема управління підключені безпосередньо до джерела живлення, а окремі дроти проводите до інших пристроїв.

Щодо ваших балів для зменшення шуму:

1. Малі конденсатори (1 або 10nF)

Це правильно, за винятком згадки про полярність конденсаторів: у будь-якому випадку конденсатори повинні бути керамічними, призначеними для роботи на високій частоті, а не електролітичними або паперовими, навіть якщо двигун буде працювати тільки в одному напрямку. Розмістіть ці конденсатори якомога ближче до двигуна та до драйвера двигуна, якщо ви використовуєте ШІМ-драйвер.

Використовуючи великі (1000uF +) низькі електролітичні конденсатори ESR, підключені якомога ближче до іншого чутливого обладнання між їх Vcc та Gnd (Анод до Vcc, Катод до Gnd), або розміщуючи ці великі конденсатори поруч із самим джерелом живлення на всіх лініях провід ..

Швидше за все, використання великих конденсаторів буде лише частково ефективним, насамперед під час запуску / зупинки / реверсу двигуна. Кращий захист від шуму - зробити окремі джерела живлення для ланцюга живлення та для керуючої частини, навіть якщо для обох потрібен один і той же 12В. Ваш т.9 саме про це.

Скручування та екранування кабелів двигуна та фізично ізоляція їх від залишків контуру.

Основна причина передачі шуму двигуном (через кабелі та повітря) - займання щіток. Тож якщо ваш двигун не зовсім новий, будь ласка, перевірте умови щіток та з'єднувачів, а при необхідності подрібніть у роз'ємі.

Також сплануйте свою топологію проводів як зірку (з джерелом живлення в центрі) з променями (частини вашої схеми) і намагайтеся уникати створення ланцюга, що міститься у споживачів.

Зірка:

споживач 2 <--- провід---> PowerSupply <--- Wire--> споживач 1

Мережа:

PowerSupply <--- Wire--> споживач 1 <--- Wire---> споживач 2

Ваш мотор має відносно низький струм, тому, якщо у вас хороша модель мотора, найкращий підхід - експериментальний.

Залиште місце на вашій дошці для дросельного дроселя. Майте невеликий конденсатор, припаяний безпосередньо на клеммі двигуна. Майте достатню розв'язку на лініях електропередач, що живлять водія двигуна.

Потім спробуйте кілька значень для конденсаторів і для дросельної дроселі та виміряйте шум на джерелах живлення (або аналізатор спектру, якщо у вас є).

Кілька пунктів, які якось ще не згадувалися.

1. Весь шлях живлення від вашого мосту до мотора повинен бути ретельно екранований. Щит, якщо можливо, повинен бути підключений до корпусу двигуна. На стороні вашої дошки щит повинен бути підключений через конденсатори до землі, а десь у системі він повинен бути підключений безпосередньо до землі.
2. Біля мосту у вас повинні бути вхідні конденсатори для забезпечення живлення під час комутації. Я маю на увазі маленькі ковпачки для швидкої реакції та кілька великих ковпачків, які матимуть достатньо енергії для утримання напруги навіть під час пікових поточних піків. Зазвичай це сотні мікрофарадів.
3. Використовуйте загальні режими дроселів краще готових фільтрів на електромережі, щоб практично дозволяти тільки струм постійного струму. Усі ефекти перемикання повинні бути обмежені мостом і кабелем до двигуна.
4. Звичайно, дуже важлива хороша компоновка. Завжди думайте про те, куди йде струм, зменшення магнітного потоку, пам’ятайте, що в системі комутації перемикається не тільки струм двигуна, це ворота мостових транзисторів, посилюючі конденсатори та інше.

Також ферити навколо кабелю - хороша ідея.

Удачі!

В даний час Arduninos дуже чутливі до цього типу шуму, lcd - це набагато більше ... Основним рішенням для подібного типу ситуацій є: вони широко рекомендуються для використання в поєднанні з індуктивними навантаженнями як двигуни.

Деякі статті з підземними конструкціями та калькуляторами

Тут же я виявив, що дешеві безпілотники справді погані, і це, як правило, один мотор, який є винуватцем. Дійсно дивна річ у тому, що його зазвичай не слабкіше за решту, але додавання керамічних конденсаторів допомагає дуже багато. Я виявив, що фізично більша частина здається більш надійною, і в кінцевому рахунку використовуються ті із старих друкованих плат з підсвічуванням плоского екрана.

Також актуально, це допомагає при "шаленій хворобі трутнів", яка, як правило, є проблемою радіоперешкод.