브러시 DC 모터를 저렴한 비용으로 유지

저렴하고 작동하기 쉬운 브러시 DC 모터는 자동차, 항공우주, 의료 및 산업과 같은 산업에서 적절한 가격으로 이상적인 성능 균형을 제공합니다. 그 결과 전 세계적으로 매년 수십억 개가 제조되고 있으며, 이 수치는 향후 10년 동안 증가할 것으로 예상됩니다.

그러나 점점 복잡해지고 "시끄러운" 전자 환경과 함께 전자기 호환성(EMC) 요구 사항이 증가함에 따라 이러한 저가형 솔루션의 비용이 더 비싼 브러시리스 솔루션과 동등한 수준으로 높아져 균형이 깨질 위험이 있습니다.

문제는 브러시가 정류자를 문지르면서 발생하는 전자기 간섭(EMI)입니다. 이는 설계에 내재된 단점입니다. 생성된 소음에 대응하려면 차폐 부품과 필터링 부품의 조합이 필요합니다. 이로 인해 비용이 상승할 뿐만 아니라 시중에 나와 있는 브러시 DC 모터용 EMI/RF 필터링 솔루션 중 다수가 오늘날의 높은 EMC 요구 사항을 충족하는 데 만족스럽지 않습니다.

다양한 다층 세라믹을 제조하는 회사인 Johanson Dielectrics의 Christophe Cambrelin은 "많은 EMI 필터링 솔루션은 생성되는 모든 형태의 잡음을 필터링하지 않으며 많은 경우 비용 증가 없이 더 높은 DC 전류를 처리할 수 없습니다."라고 설명합니다. 커패시터 및 EMI 필터.

이러한 문제를 해결하기 위해 Johanson Dielectrics와 같은 회사에서는 점점 발전하는 EMC 요구 사항을 충족하면서 브러시 DC 모터의 비용을 약간 늘리는 고급 EMI 필터링 솔루션을 제공하고 있습니다.

전자 장치가 강한 전자기파를 수신하면 회로에 원치 않는 전류가 유도되어 의도된 작동을 방해할 수 있습니다. EMI는 운영 장비에 물리적 손상을 일으킬 수도 있습니다.

문제를 더욱 악화시키는 것은 작동 회로 주파수의 증가, 영향을 받는 주파수 범위를 확장하는 더 높은 주파수의 소음, 소스와 피해자 사이의 거리를 줄이는 전자 장치의 소형화입니다. 이것이 충분하지 않다면 오늘날 더 낮은 전압에서 작동하는 회로로 인해 많은 전자 장치는 더 적은 에너지로도 소음의 영향을 더 쉽게 받습니다.

결과적으로 자동차 부문과 같은 산업에서는 점점 더 브러시리스 DC 모터로 전환하고 있습니다. 이러한 모터를 사용하면 정류가 전자적으로 수행됩니다. 따라서 소음 발생은 현저히 적지만(기계적 정류로 인한 소음 없음) 구현의 복잡성과 비용이 증가합니다.

따라서 선택의 여지가 있는 경우 OEM은 관련 수량을 고려할 때 브러시 DC 모터의 상대적으로 저렴한 가격을 유지할 수 있는 솔루션을 선호할 것입니다.

EMI/RFI 간섭은 수백 헤르츠에서 수 기가헤르츠까지 넓은 주파수 범위에서 방사되거나 전도됩니다. 배선에 다양한 레벨의 전압이 인가되면 방사 노이즈가 발생합니다. 방사선을 모터 하우징에 가두기 위해 브러시 DC 모터 제조업체는 몇 가지 예방 조치를 취해야 합니다. 가장 중요한 것은 모터 하우징에 사용되는 재료가 금속이어야 하며 그 위에 금속 캡(플라스틱이 아님)이 있어야 한다는 것입니다. 캡이 플라스틱으로 만들어진 경우 사용자는 금속 실드(금속화 PCB일 수 있음)로 캡을 덮어야 합니다.

EMI/RFI가 전도될 때 생성된 노이즈는 전원 리드를 따라 이동한 후 방출됩니다. 전도성 노이즈에 대해서는 차폐가 효과적이지 않으므로 별도의 장치를 통한 필터링이 필요합니다.

전통적인 공통 모드 필터링 접근 방식에는 선택된 차단 주파수보다 낮은 주파수의 신호를 통과시키고 차단 주파수보다 높은 주파수의 신호를 감쇠시키는 커패시터로 구성된 저역 통과 필터가 포함됩니다.

OEM을 위한 옵션 중에는 2개의 커패시터 차동, 3개의 커패시터(X 캡 1개 및 Y 캡 2개), 피드스루 필터, 공통 모드 초크, LC 필터 또는 이들의 조합이 있습니다.

그러나 증가하는 EMC 요구 사항을 충족하려면 일치하지 않는 커패시터가 각 라인의 서로 다른 필터링을 생성하여 모드 변환(즉, 공통 모드 잡음의 일부가 차동 모드 잡음으로 변환되기 때문에 2개 커패시터 차동 필터와 같은 저가형 솔루션으로는 충분하지 않습니다. , 그 반대). EMC 요구 사항이 상대적으로 낮은 주파수(예: 자동차의 AM/FM 라디오와 같이 150MHz 미만)에만 적용되는 경우 기존의 3개 커패시터 필터가 적합합니다.