无刷直流电机控制器电磁干扰仿真

文/刘崇俊

（威马汽车科技集团有限公司 上海市 201702）

随着新能源车的发展，电机在汽车领域的应用越来越广泛，而电机系统的电磁干扰问题越来越严重，成为一个亟待解决的难题。传统的电机控制系统设计中，更多的偏向于经验设计，缺乏正向设计的有效方法。本文基于无刷直流电机控制系统辐射干扰超标的案例，应用电磁兼容仿真方法，研究正向解决电机系统电磁干扰的方法。本文期望根据测试数据找到了电磁干扰的源头，通过控制信号的理论分析寻找到可能的解决方案，结合理论分析应用仿真软件尝试不同的解决思路，找到一种有效降低电机系统电磁干扰的措施，实现电机控制系统电磁干扰的正向设计。

1 问题提出

某无刷直流电机控制器辐射发射（RE）测试时发现AM频段（0.5MHz-1.8MHz）电磁干扰严重超过标准限值，如图1。排查发现该频段的干扰主要来自BLDC电机驱动模块，该驱动模块通过脉宽调制（PWM）信号驱动，驱动频率为20kHz。控制电路每一组有三个Pin与外面相连用于控制三相无刷直流电机[1]。

2 脉宽调制信号及对应频谱介绍

2.1 脉宽调制信号

2.2 PWM梯形脉冲对应的频谱

PWM梯形脉冲为周期信号且满足狄里赫条件，从傅里叶技术可知PWM梯形脉冲为很多个频率为f整数倍的正弦波组成。下面将用傅里叶级数基本公式推出PWM梯形脉冲频谱的包络线公式，直观地看出梯形脉冲波形各个参数对各个谐波频点值的影响。

由傅里叶级数定义，可知PWM梯形脉冲可以……