ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
KHOA ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG

TIỂU LUẬN MÔN HỌC
TƯƠNG THÍCH ĐIỆN TỪ
Đề tài:
TƯƠNG THÍCH ĐIỆN TỪ TRONG BỘ ĐIỀU KHIỂN
ĐỘNG CƠ XOAY CHIỀU
GVHD : PGS.TS. TĂNG TẤN CHIẾN
HVTH : NGUYỄN THỊ QUỲNH TRANG
LỚP : KTĐT K25
Đà Nẵng, 11/2013
Tiểu luận môn Tương thích điện từ GVHD: PGS.TS Tăng Tấn Chiến
MỤC LỤC
HVTH: Nguyễn Thị Quỳnh Trang 2
Tiểu luận môn Tương thích điện từ GVHD: PGS.TS Tăng Tấn Chiến
DANH MỤC VIẾT TẮT
AC Alternating Current
DC Direct Current
EMC Electromagnetic Compatibility
EMI Electromagnetic interference
IGBT Insulated-gate bipolar transistor
PWM Pulse-width modulation
PE Protective earth
N Neutral
THID Total Harmonic Current Distortion
DANH MỤC HÌNH VẼ
Hình 1.1. Mô hình cơ bản của TTĐT……………………………………………………….……5
Hình 1.2: Nguồn phát- Đường dẫn- Máy thu……………………………………………….….5
Hình 1.3 Cấu tạo của động cơ xoay chiều…………………………………………………… 6
Hình 1.4 Các thành phần chính của bộ điều khiển động cơ xoay chiều……………… …7

Thiết bị B
Môi trường ngoài
Hình 1.1. Mô hình cơ bản của TTĐT
Nếu một hệ thống là EMC thì phải thỏa mãn ba tiêu chuẩn sau:
1. Không gây ra nhiễu với các hệ thống khác.
2. Không nhạy với sự phát xạ từ các hệ thống khác.
3. Không gây ra nhiễu cho chính nó.
Nguồn phát
Đường dẫn
Máy thu
Khái niệm chính trong TTĐT là mối quan hệ giữa “Nguồn phát- Đường dẫn- Máy
thu”
HVTH: Nguyễn Thị Quỳnh Trang 5
Hình 1.2: Nguồn phát- Đường dẫn- Máy thu
Có ba thành phần cơ bản: Nguồn phát, đường dẫn và máy thu
Máy thu có thể có hai loại khác nhau:
- Loại chủ động: Máy thu thanh hoặc máy thu hình.
- Loại thụ động: Máy vi tính hoặc một số loại thiết bị điện tử khác.
Một số đề xuất để giải quyết vấn đề TTĐT trong mô hình này
- Khử năng lượng tại nguồn phát (ta có thể giảm tổng năng lượng được phát xạ).
- Xác định đường truyền dẫn cho bản thân thiết bị, đường dẫn này phải được kiểm
soát thông qua các dây dẫn hoặc bức xạ ra không gian.
- Xác định đặc tính của máy thu và làm cho nó có thể tăng khả năng chống nhiễu
hơn.
Tóm lại, các vấn đề của EMC liên quan đến sự phát sinh, sự truyền và sự thu
nhận năng lượng điện từ. Hình 1.2 minh họa ba yếu tố của một vấn đề EMC: nguồn tạo
ra sự phát xạ, và đường dẫn mang năng lượng phát xạ chuyển từ nguồn đến máy thu, và
vì vậy năng lượng điện từ không mong muốn được chuyển đổi thành một số tác động
không mong đợi.
1.2. Tương thích điện từ trong bộ điều khiển động cơ xoay chiều

- Điện áp một chiều ở trên sẽ được biến đổi (nghịch lưu) thành điện áp xoay chiều
3 pha đối xứng. Mới đầu, điện áp một chiều được tạo ra sẽ được trữ trong giàn tụ điện.
Điện áp một chiều này ở mức rất cao. Tiếp theo, thông qua trình tự kích hoạt thích hợp bộ
biến đổi IGBT (Tranzito Lưỡng cực có Cổng Cách điện hoạt động giống như một công
tắc bật và tắt cực nhanh để tạo dạng sóng đầu ra của Biến tần) sẽ tạo ra một điện áp Xoay
chiều ba pha bằng phương pháp điều chế độ rộng xung (PWM).
Các thành phần chính của bộ điều khiển động cơ xoay chiều:
HVTH: Nguyễn Thị Quỳnh Trang 7
Hình 1.4 Các thành phần chính của bộ điều khiển động cơ xoay chiều
• Bộ chỉnh lưu:
Chuyển đổi điện xoay chiều 3 pha thành điện một chiều, nhờ sử dụng cầu diode.
• Mạch DC:
Lưu trữ nguồn điện từ bộ chỉnh lưu cho bộ biến tần sử dụng. Trong hầu hết các
trường hợp, nguồn điện được lưu trữ trong các tụ điện có dung lượng cao.
• Bộ biến tần:
Bộ biến tần lấy nguồn từ mạch DC và cung cấp cho động cơ. Bộ biến tần sử dụng
kỹ thuật điều chế độ rộng xung tạo ra điện áp xoay chiều 3 pha đầu ra cho động
cơ. Tần số có thể được điều chỉnh để phù hợp với nhu cầu.
 Ưu điểm:
• Cho phép người dùng kiểm soát tốc độ của động cơ đem lại nhiều thuận lợi trong
quá trình kiểm soát. Điều chỉnh tốc độ là phương tiện để kiểm soát tiến trình:
- Hoạt động mượt mà hơn
- Kiểm soát tăng tốc
- Tốc độ làm việc khác nhau cho mỗi tiến trình
- Bù đắp cho sự thay đổi các biến của tiến trình
- Điều chỉnh tốc độ sản xuất
- Kiểm soát moment
- Khống chế dòng khởi động động cơ, giúp quá trình khởi động êm ái, nâng cao độ
bền kết cấu cơ khí.
- Tiết kiệm năng lượng…

Các vấn đề TTĐT có thể quan trọng hơn khi theo các điều kiện sau đây:
- Khi một bộ điều khiển động cơ AC công suất lớn được kết nối với một động cơ
công suất lớn.
- Điện áp làm việc của bộ điều khiển động cơ AC tăng lên.
- Các IGBT chuyển mạch nhanh.
- Khi một dây cáp dài được sử dụng để nối động cơ với bộ điều khiển động cơ AC .
2.2 Đường truyễn dẫn của nhiễu điện từ
Nhiễu làm ảnh hưởng đến các thiết bị/ hệ thống điện ngoại vi có độ nhạy cao thông
qua đường dẫn và bức xạ, các đường truyền của chúng được trình bày sau đây:
 Dòng nhiễu trong các dây cáp điện không bọc được dẫn tới đất thông qua điện
dung kí sinh với một điện áp chế độ chung. thể hiện trong hình 2.2
Noise
Unshielded cable
Send
Receive
Load
Cstray
Ground
Hình 2. Dòng nhiễu trong các dây cáp điện không bọc được dẫn tới đất thông qua
điện dung kí sinh với một điện áp chế độ chung
 Nhiễu ở chế độ chung trong cáp nguồn được truyền qua điện dung kí sinh và được
ghép với cáp tín hiệu lân cận, thể hiện trong hình 2.3. Một số phương pháp có thể
được áp dụng để giảm ảnh hưởng của nhiễu ở chế độ chung này, ví dụ như bọc các
dây cáp tín hiệu hoặc các dây cáp nguồn, tách riêng các loại cáp nguồn và tín hiệu,
lấy cáp tín hiệu đầu vào và bên đầu ra xoắn chúng với nhau để cân bằng điện
dung kí sinh, để các cáp nguồn và cáp tín hiệu chéo nhau góc 90°…
HVTH: Nguyễn Thị Quỳnh Trang 11
Hình 2. Nhiễu ở chế độ chung trong cáp nguồn được truyền qua điện dung kí sinh và
được ghép với cáp tín hiệu lân cận
 Nhiễu ở chế độ chung được ghép thông qua cáp nguồn đến các hệ thống nguồn

Hình 2. Nhiễu ở chế độ chung của một dây cáp nguồn không bọc chắn được truyền
xuống đất thông qua điện dung kí sinh
 Khi có quá nhiều dòng điều chế xung đi qua một dây cáp của bộ điều khiển động
cơ AC không nối đất, nó hoạt động như một ăng-ten và tạo ra nhiễu bức xạ.
2.3 Kết luận
Việc xác định chính xác đường đi của nhiễu trong hệ thống giúp cho việc triệt nhiễu đạt
hiệu quả cao hơn. Chương 2 trình bày các loại nhiễu mode chung và mode sai lệch và
đường đi của nhiễu trong mạch bộ điều khiển động cơ xoay chiều.
HVTH: Nguyễn Thị Quỳnh Trang 13
Chương 3: CÁC GIẢI PHÁP GIẢM NHIỄU ĐIỆN TỪ
Dòng rò của một thiết bị điện tử được dẫn xuống đất thông qua dây nối đất và điện
cực nối đất. Theo định luật Ohm, hiệu điện thế có thể phát sinh khi điện trở đất của điện
cực và điện trở đất của đất là khác nhau.
Theo định luật Ohm, điện trở đất cho điện cực và đất là khác nhau, trong trường
hợp này hiệu điện thế có thể phát sinh.
3.1 Giải pháp nối đất
3.1.1 Nối đất bảo vệ và nối đất chức năng
Nối đất bảo vệ được ứng dụng bên ngoài các tủ và phải có điện trở thấp. Mặt khác,
nối đất chức năng có thể được ứng dụng bên trong các tủ và phải có trở kháng thấp.
Mục tiêu của TTĐT là để tránh bất kỳ tác động nhiễu. Nôi đất cho TTĐT có thể
được phân biệt bởi tần số. Đối với tần số thấp hơn 10kHz, nên sử dụng hệ thống đất đơn
điểm và đối với các tần số cao hơn 10 kHz , nên sử dụng hệ thống đất đa điểm.
• Nối đất đơn điểm: tất cả các đất tín hiệu của tất cả các thiết bị truyền dẫn công
nghiệp được nối tiếp để tạo thành một điểm tham chiếu duy nhất. Điểm này có thể
được nối trực tiếp đến đất; đến điểm nối đất được chỉ định hoặc đến điểm an toàn
đã được nối đất.
• Nối đất đa điểm: tất cả các tín hiệu của tất cả các thiết bị truyền dẫn công nghiệp
được nối đất độc lập.
•Nối đất Hybrid: loại nối đất này hoạt động khác biệt đối với các tần số thấp và cao.
Khi hai phần của thiết bị A và B được kết nối thông qua một dây cáp được bọc

sheet metal
HF
3.1.2 Các vòng lặp nối đất
Một vòng lặp nối đất xảy ra khi các phần của thiết bị được kết nối với nhiều
hơn một đường dẫn nối đất. Trong trường hợp này, dòng nối đất có thể quay trở lại
điện cực nối đất thông qua nhiều hơn một đường dẫn. Có ba phương pháp để tránh các
vòng lặp nối đất:
- Sử dụng một mạch nguồn chung
- Nối đất đơn điểm
- Cách ly các tín hiệu (ví dụ bằng photocouplers)
Cable
Equipment
A
Equipment
B
Earth plane
Go od
Cable
Accompanying cable
Equipment
HVTH: Nguyễn Thị Quỳnh Trang 15
L
o
n
A
Equipment
B
Very good
Cable
Earth plane

nguồn điện (máy biến áp hoặc máy phát điện). Nó cũng giống như hệ thống 3 pha 5 dây.
HVTH: Nguyễn Thị Quỳnh Trang 17
-
-
-
 Hệ thống TN-C
- TN-C: PE và N là hai dây dẫn riêng biệt trong một trang bị điện tương tự
như một hệ thống 3 pha 5 dây, nhưng gần phía bên nguồn điện, PE và N được kết hợp
thành một dây trung tính nối đất bảo vệ (PEN) tương tự như hệ thống 3 pha 4 dây.
-
HVTH: Nguyễn Thị Quỳnh Trang 18
 Hệ thống TN-C-S
- TN-CS: hệ thống dây trung tính và đất kết hợp (dây trung tính nối đất bảo
vệ) được sử dụng trong các hệ thống nhất định nhưng cuối cùng chia thành hai dây dẫn
riêng biệt PE và N. Một ứng dụng điển hình của dây PEN được kết hợp là từ trạm biến áp
đến tủ điện nhưng trong tủ điện dây trung tính bảo vệ nối đất được tách thành các dây PE
và N.
- Nối trực tiếp các dây PE và N đến nhiều điểm nối đất tại các vị trí khác
nhau sẽ giảm nguy cơ các dây trung tính bị hỏng.
-
-
 Hệ thống TT
- TT: Các điểm trung tính (N) của máy biến áp điện áp thấp và các khung
thiết bị (PE) được nối với một điểm nối đất riêng biệt.
-
-
-
-
 Hệ thống IT
- IT: Điểm trung tính của máy biến áp và thiết bị điện không nối đất, chỉ có

-
-
-
- Một ví dụ khác là lò vi sóng. Cửa lò vi sóng có vẻ trong suốt đối với thị
giác, nhưng mật độ của các lưới kim loại trong cửa lò vi sóng chặn sóng điện từ. Mật độ
của các lưới kim loại cao hơn cung làm cho bọc chắn tốt hơn.
-
3.2.2 Giảm nhiễu điện từ bằng bọc chắn
- Sắt và các kim loại là vật liệu dẫn điện cao cung cấp bọc chắn tĩnh điện có
hiệu quả ở tần số rất thấp. Nhưng tính dẫn sẽ giảm khi:
1. Tín hiệu tần số cao được sử dụng cho dây dẫn.
2. Thiết bị được đặt trong một từ trường mạnh.
3. Khung bọc chắn bị ép tuân theo một dạng đặc biệt nào đó của các thiết bị máy.
 Hiệu quả của bọc chắn bằng kim loại
- Hiệu quả của bọc chắn (SE) được sử dụng để đánh giá khả năng chống lại
điện trường và từ trường của lớp tấm chắn. Công thức là:
- SEdB=A+R+B (đơn vị là dB)
- Trong đó: A = tổn hao hấp thụ (dB)
- R = tổn hao phản xạ (dB)
- B = hệ số điều chỉnh (dB) ( đối với đa phản xạ trong tấm chắn mỏng)
- Tổn hao hấp thụ là tổng số lượng năng lượng mất mát khi sóng điện từ
truyền qua các tấm chắn. Công thức là:
- AdB=1.314(fσμ).1/2t
- Trong đó: f = tần số (MHz)
- μ = độ từ thẩm tương ứng của đồng
- σ = độ dẫn suất tương ứng của đồng
- t = độ dày của tấm chắn tính bằng cm
- Tổn hao phản xạ phụ thuộc vào nguồn của sóng điện từ và khoảng cách từ
nguồn phát. Đối với dây ăng ten thẳng, trở kháng sóng tăng lên khi nó di chuyển gần hơn
với nguồn phát và giảm khi nó di chuyển ra khỏi nguồn phát cho đến khi nó đạt đến trở

- Có hai loại dây cáp điện: điện áp cao và điện áp thấp. Cáp điện áp cao khác
với cáp điện áp thấp ở chỗ nó có thêm một lớp cách điện được gọi là chất cách điện điện
môi trong vỏ plastic. Chất cách điện điện môi là thành phần quan trọng nhất trong sự
cách điện. Cáp điện áp thấp thường chỉ thêm vào một chất polyme mềm để giữ cố định
cho các dây đồng bên trong.
- Lớp bọc chắn có hai chức năng:
1. Để bảo vệ các dây điện và cáp
A. Dòng điện tăng khi điện chạy qua dây cáp nguồn và tạo ra một điện trường. Như
vậy, nhiễu có thể bị ngăn bên trong cáp bằng cách bọc chắn các loại cáp nguồn
hoặc dây điện.
B. Tạo nối đất bảo vệ. Khi lõi cáp bị hư hỏng, dòng điện rò sẽ chảy qua các tấm bọc
chắn xuống đất.
2. Để bảo vệ cáp. Một dây cáp nguồn sử dụng cho mục đích điều khiển máy tính chỉ
tạo ra một dòng điện tương đối thấp bên trong cáp. Như vậy, cáp nguồn sẽ không
trở thành nguồn nhiễu nhưng có nhiều khả năng bị nhiễu bởi các thiết bị điện
xung quanh.
-
-
3.3 Giải pháp bộ lọc
3.3.1 Bộ lọc
- Nhiễu điện từ được truyền đi theo hai cách, bằng bức xạ và truyền dẫn.
Phương pháp hiệu quả và kinh tế nhất của việc giảm nhiễu bức xạ là sử dụng bọc chắn và
giảm nhiễu dẫn bằng cách sử dụng một bộ lọc điện từ.
- Nhiễu có thể được chia thành hai loại: tần số cao (150kHz ~ 300MHz) và
tần số thấp (100Hz ~ 3000Hz). Nhiễu ở tần số cao giảm dần khi khoảng cách tăng và có
bước sóng ngắn hơn, trong khi đó nhiễu ở tần số thấp ít bị giảm khi khoảng cách tăng và
có bước sóng dài hơn. Cả hai loại nhiễu này được truyền thông qua dây cáp điện, làm
ảnh hưởng đến phía cung cấp điện.
- Nhiễu có tần số cao ở phía nguồn điện có thể được hạn chế hoặc suy yếu đi
bằng một bộ lọc. Bộ lọc này bao gồm các cuộn dây và tụ điện. Một số bộ điều khiển