Pregled
U savremenim elektronskim uređajima i elektromehaničkim sistemima, električni klizni prstenovi omogućavaju prenos električne energije i signala između rotirajućih delova i nepokretnih delova. Međutim, često se suočavaju sa problemima elektromagnetne kompatibilnosti (EMC) tokom rada. A ovi problemi mogu dovesti do grešaka u prijenosu podataka ili čak kvarova opreme. U ovom članku ćemo istražiti uzroke njegovih EMC problema i predložiti efikasna rješenja.
Uzroci EMC problema kliznih prstenova
Izvor smetnji
Kada četkice električnog kliznog prstena klize po vodljivim prstenovima, uslijed trenja će se stvoriti statički električni naboji. Akumulacija i oslobađanje ovih naelektrisanja će proizvesti elektromagnetne smetnje, utičući na rad okolnih elektronskih komponenti.
Prijemna jedinica
Relativno kretanje između provodnih prstenova i četkica je ekvivalentno rezanju magnetnih linija sile, koje će generirati induciranu elektromotornu silu. Ovo stvara struju buke u krugu, a zatim pokreće EMC probleme.
Transmission Channel
Tokom prijenosa signala preko višekanalnih kliznih prstenova, elektromagnetsko spajanje će se pojaviti između različitih kanala, što rezultira preslušavanjem signala.
Mjere za rješavanje problema elektromagnetne kompatibilnosti kliznih prstenova
1. Dizajn zaštite
Zaštita od magnetnog polja
Možemo koristiti materijale visoke propusnosti kao što je ferit za izgradnju strukture zaštite od magnetnog polja. Ferit može voditi vanjsko magnetsko polje u njegovu unutrašnjost i smanjiti intenzitet magnetnog polja za oko 90%.
Zaštita od elektromagnetnih talasa
Ovo se odnosi na korištenje metalnih zaštitnih slojeva (kao što su bakar ili aluminij) ili provodljivih premaza da se odupru prodiranju elektromagnetnih valova. Naročito u okruženju elektromagnetnih valova visoke frekvencije, oni mogu kontrolirati stopu prodora elektromagnetnih valova unutar 5%.
2. Dizajn uzemljenja
Uzemljenje u jednoj tački
Uzemljenje u jednoj tački znači da su sve komponente u sistemu kliznih prstenova koje treba da budu uzemljene povezane na istu tačku uzemljenja. Ova metoda uzemljenja može izbjeći stvaranje petlji uzemljenja i smanjiti elektromagnetne smetnje uzrokovane strujama uzemljenja.
Višestruko uzemljenje
U visokofrekventnim aplikacijama, dizajn uzemljenja sa više tačaka povezuje svaku komponentu kliznog prstena sa zemljom u blizini. Također možemo dodati komponente kao što su common-mode prigušnice u vodove za uzemljenje da potisnu smetnje zajedničkog moda.
3. Tehnologija filtriranja
Filtriranje snage
Filteri za dalekovode se instaliraju između električnih vodova i elektronskih uređaja kako bi se suzbile parazitske elektromagnetne smetnje u prijenosu energije, kao što su LC filteri za napajanje.
Filtriranje signala:
Položaj filtera signala treba da bude što je moguće bliže izvoru signala ili oba kraja signala (kraju za prijem). Njegov tip varira u zavisnosti od propusnog opsega signala i frekvencije smetnji.
4. Dizajn optimizacije
Segmentirana struktura provodnog prstena smanjila bi vjerovatnoću kapacitivnog spajanja i preslušavanja signala.
Trebali bismo razumno dizajnirati veličinu i razmak električnih kliznih prstenova i smanjiti ukrštanje kablova.
5. Poboljšanje materijala
Možemo koristiti materijale visoke permeabilnosti za zaštitu magnetnog polja kako bismo ograničili ulaz i izlaz unutrašnjeg i vanjskog zračenja u kliznom prstenu.
Odaberite grafitne četke ili četke od plemenitih metala s dobrom električnom provodljivošću i malim trenjem. To čini kontakt između njih i provodnih prstenova stabilnim i smanjuje elektromagnetne smetnje.
6. Verifikacija podataka
Na kraju prijema podataka koje prenosi klizni prsten, pogledajte standarde EMC ispitivanja i koristite metode kao što je ciklička provjera redundancije (CRC) da biste provjerili primljene podatke.
Za signale sa šumom generiranim elektromagnetnim smetnjama, obradite ih pomoću algoritama digitalnog filtriranja, algoritama za ujednačavanje signala, itd. da biste vratili karakteristike originalnog signala.
Rješenja koja pruža ByTune su sljedeća
1. ByTune koristi materijale visoke permeabilnosti za izvođenje zaštite od magnetnog polja unutar strukture električnog kliznog prstena, za različite radne uvjete.
2. Presijecamo puteve širenja elektromagnetnog šuma elektrostatičke i induktivne sprege u kliznom prstenu. A to se postiže upotrebom visoko provodljivih materijala, specijalnih kućišta i rasporeda PCB-a.
3. ByTune dizajnira odgovarajuće dizajne žica za uzemljenje za vaš cijeli sistem kako bi osigurao da potencijal žice za uzemljenje bude što stabilniji, čime se eliminišu smetnje.
Zaključak
Iz gore navedenog, možemo vidjeti da se pitanja elektromagnetne kompatibilnosti kliznih prstenova moraju razmatrati i rješavati s više aspekata. Ovo uključuje dizajn zaštite, dizajn uzemljenja, tehnologiju filtriranja, optimizaciju dizajna, odabir materijala i striktno testiranje. ByTune pruža kompletno EMC rešenje za klizne prstenove od dizajna, testiranja do sertifikacije kako bi vam pomogao da poboljšate elektromagnetnu kompatibilnost kliznih prstenova. Ako ste zainteresovani, molimkontaktirajte nasda steknete više stručnog znanja!