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。
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。
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。
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。