Micronor光纖編碼器助力驅(qū)動電機的EMC性能測試

驅(qū)動電機是電力傳動和能量轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵設備，它在工業(yè)和消費電子領(lǐng)域有許多重要應用。例如，驅(qū)動新能源電動汽車的電機、各類工業(yè)機械設備（如風機、壓縮機、機床、傳送機、工業(yè)機器人等）的傳動電機、能源行業(yè)中的風電、水電、火電發(fā)電機中的電機系統(tǒng)。這些應用突顯了電機在現(xiàn)代工業(yè)和日常生活中的重要性，其驅(qū)動、控制和轉(zhuǎn)換功能對社會的發(fā)展和便利起著關(guān)鍵作用。

EMC測試的意義

目前隨著工業(yè)4.0時代的到來，大量新型的高壓大功率電子和電磁通信部件被應用在工業(yè)設備系統(tǒng)中，其中包括了許多系統(tǒng)集成度極高的電子控制單元。這些電子部件在運行時產(chǎn)生的大量電磁信號不僅會影響用于設備之間通信的有線設備，更會以傳導或輻射電磁場的方式影響工業(yè)環(huán)境中的電氣設備正常工作，從而使驅(qū)動工業(yè)生產(chǎn)或運動裝置的電機的安全性和穩(wěn)定性受影響。

例如，電動汽車目前的工作電壓達到300V以上，電機在高電壓下工作產(chǎn)生復雜的電磁信號，同時其它電子設備也產(chǎn)生大量電磁干擾影響電機的正常運轉(zhuǎn)。一些具有無人駕駛功能的汽車內(nèi)部的感知電子元件和信號處理系統(tǒng)更是非常多樣且復雜，更容易受電磁干擾和產(chǎn)生電磁輻射，如圖1所示。

EMC測試

據(jù)此，針對電機的電磁兼容性（Electromagneitc Compatibility，以下簡稱EMC）測試是非常有必要的。EMC是衡量設備抗電磁干擾能力，測量產(chǎn)生電磁輻射多少的重要指標。分析電機的EMC性能，采取相應的抗干擾措施對工業(yè)電機和商用電機的技術(shù)發(fā)展有著重要意義。

圖2：傳統(tǒng)編碼器在EMC測試環(huán)境中失效

EMC測試能夠檢測設備系統(tǒng)能否在比較惡劣的電磁環(huán)境中正常的工作，分析其會不會產(chǎn)生大量的電磁場輻射。然而，傳統(tǒng)的電機性能測試系統(tǒng)的大部分組件都是沒有抗輻射檢測，不具備抗強電磁場的性能。例如，常用于測量電機運轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速和加速度的光電編碼器、磁編碼器、電容或電感編碼器在復雜的電磁環(huán)境中輸出響應會受到干擾，不能準確測量電機性能，不能完美用于電機的EMC測試中，如圖2所示。

虹科Micronor光纖編碼器

圖3：虹科Micronor編碼器在EMC測試環(huán)境中穩(wěn)定工作

虹科Micronor光纖編碼器憑借其100%無源的純光學設計，具備了近乎完美的抗電磁干擾能力。由于其極強的抗電磁能力，在EMC測試環(huán)境中實現(xiàn)完全隱形并且不會感生更多的電磁輻射，非常適用于電機的EMC測試實驗中，如圖3所示。

一般而言，受到干擾電磁場的影響，電機的一些重要參數(shù)可能會發(fā)生變化。這些變化可能影響電機的性能、效率、穩(wěn)定性以及與其他設備的電磁兼容性。電機會在干擾電磁環(huán)境中產(chǎn)生電磁輻射，其強度、頻譜特性和方向性可能會發(fā)生變化。同時，電機內(nèi)部的電磁場可能會受到干擾電磁輻射的影響，導致電機輸出效率下降或波動。此外，電機的控制系統(tǒng)可能受到干擾電磁輻射的影響，導致控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性降低。最后，干擾電磁場可能影響電機內(nèi)部的電子元件，如電容、電感等的參數(shù)，可能導致其性能發(fā)生變化。

圖4：虹科Micronor增量式編碼器HK-MR338測試電機的速度、加速度輸出曲線

虹科Micronor增量式光纖編碼器能夠在強電磁環(huán)境下精確測量電機的轉(zhuǎn)速、加速度，判斷電機能否在當前干擾電磁頻率下正常工作，如圖4所示。虹科Micronor絕對式光線編碼器則能夠針對高精度電機或運動系統(tǒng)進行復雜電磁環(huán)境下的轉(zhuǎn)動角度和運動距離的高精度測試，保障電機轉(zhuǎn)動的精確性和穩(wěn)定性。了解電磁干擾環(huán)境可能會引起的變化，對于設計、測試和維護電機以確保其在電磁環(huán)境中的穩(wěn)定性和性能至關(guān)重要。在電機設計和制造過程中，需要考慮這些變化，并采取相應的措施來保證電機的電磁兼容性和可靠性。

多款光纖編碼器

針對多樣的電機裝置和負責的EMC測試環(huán)境，虹科Micronor推出了多款光纖編碼器，滿足不同類型電機以及不同工業(yè)場景的應用需求，如圖5所示。

圖5：虹科Micronor的多款光纖編碼器

其中光纖增量式編碼器用于測量驅(qū)動電機的轉(zhuǎn)速和加速度，成本比絕對式編碼器更低。而光纖絕對式編碼器用于精確測量電機轉(zhuǎn)動的角度和位置，分辨率最高達到14位。同時，光纖型非金屬編碼器除了同樣具備的強抗電磁能力，其不會因為電磁場的交變而產(chǎn)生感應電場。非金屬光纖編碼器實現(xiàn)了電磁環(huán)境完全隱形，適用于EMC要求更加苛刻的測試環(huán)境中。