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摘 要 電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生電磁波，特別是輻射、傳導(dǎo)的電磁波影響各種電子、電氣設(shè)備的正常工作，不僅使家用電器受到干擾，產(chǎn)生電磁噪聲，同時(shí)還使工業(yè)用、辦公用以及軍事的通信設(shè)備、自動(dòng)控制及計(jì)算機(jī)系統(tǒng)遭受電磁干擾的影響。為了保證電子、電氣系統(tǒng)中電動(dòng)機(jī)的正常工作，分析了產(chǎn)生電磁干擾的原因及抑制措施，它對(duì)電動(dòng)機(jī)電磁干擾設(shè)計(jì)有一定參考意義。

關(guān)鍵詞 電動(dòng)機(jī) 電磁干擾 抑制

中圖分類(lèi)號(hào)：TM343 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

1產(chǎn)生電磁干擾的原因

（1）繞組中突變磁場(chǎng)產(chǎn)生干擾或老化如果通過(guò)電動(dòng)機(jī)線(xiàn)圈繞組的電流通路切斷，則線(xiàn)圈中的磁場(chǎng)突然消失，線(xiàn)圈上會(huì)產(chǎn)生上百伏，甚至上千伏的瞬變過(guò)電壓。這種電壓對(duì)系統(tǒng)中其他電子裝置產(chǎn)生巨大電能沖擊，最終導(dǎo)致設(shè)備、系統(tǒng)的基本失控和邏輯判斷出錯(cuò)，甚至擊穿或燒毀系統(tǒng)中的其他機(jī)電元件。瞬變過(guò)電壓與負(fù)載的大小以及線(xiàn)路的阻抗有關(guān)。

（2）換向器與電刷間的火花放電。對(duì)電刷式電動(dòng)機(jī)而言，電刷和換向片之間產(chǎn)生火花放電，同時(shí)引起頻譜極寬的噪聲（從中波到甚高頻波段內(nèi)是連續(xù)分布的），它對(duì)無(wú)線(xiàn)廣播、電視及各種電子設(shè)備在很大范圍內(nèi)造成干擾。

（3）其他。諸多電子產(chǎn)品中的電動(dòng)機(jī)均采用橋式整流和電容濾波電路整流后的直流電源。因?yàn)槠渲姓鞫O管的導(dǎo)通角很小，只有在輸入交流電壓峰值附近才有高峰值的輸入電流通過(guò)。這種畸變的電流波形基本很低，但高次諧波卻非常豐富，脈沖寬度約為5 ms（1/4T）。這種高峰值的電流脈沖不僅對(duì)供電電網(wǎng)造成嚴(yán)重污染，還對(duì)其他各種用電設(shè)備產(chǎn)生干擾。

2電路設(shè)計(jì)時(shí)電磁干擾的產(chǎn)生及抑制措施

在電磁電路中的電磁兼容性很大范圍是由線(xiàn)路貯藏和互相連接的成分決定的：從天線(xiàn)返回的信號(hào)能放射出電磁能量。其最主要是由于電流幅值、頻率和電流線(xiàn)圈的幾何面積決定的。通常，有3個(gè)主要的電磁干擾來(lái)源：電源、高頻信號(hào)、振蕩器電路。下面分別分析產(chǎn)生原因及其防范措施。

首先，當(dāng)1個(gè)CMOS反向換流器在改變輸出狀態(tài)時(shí)，兩個(gè)晶閘管會(huì)有一段很短的時(shí)間同時(shí)導(dǎo)通。這會(huì)使電流增長(zhǎng)很快，導(dǎo)致在電源線(xiàn)路上出現(xiàn)電流尖峰，引起一段或長(zhǎng)或短的電源線(xiàn)路的短路。這被證實(shí)是產(chǎn)生電磁干擾的一個(gè)重要原因。

減弱電源電壓的波動(dòng)，使其接近1個(gè)100 nF旁路電容器，是十分有效的。然而由于電路的寄生成分，例如集成和電源線(xiàn)路的阻抗，旁路電容器不能有效減少電流峰值的，因此也不能減少輻射干擾。為了抑制這些電流尖峰（至少在電源線(xiàn)路上），使其不擴(kuò)展到其他部位，在極間耦合電容器和電源線(xiàn)路之間增加1個(gè)感應(yīng)線(xiàn)圈，以方便干擾被抑制。

其次在數(shù)字系統(tǒng)中，最高的連續(xù)頻率通常是由時(shí)鐘發(fā)生器產(chǎn)生的，在C24xDSP的內(nèi)部振蕩器中使用1個(gè)晶體，這有助于減少高頻電流，同時(shí)被電流通路圍住的面積會(huì)減少電磁干擾。由于晶體在共振頻率上的幾百k 的高阻抗，電流在引起晶體共振的頻率是很小的。然而CMOS反向換流器的輸出電壓是一個(gè)包含諧波的方波信號(hào)，所以晶體不再表示為1個(gè)高阻抗，這會(huì)引起很大的電流。解決辦法是加上一個(gè)串聯(lián)電阻，使這些電流成分減少。

電磁干擾抑制

雖然電磁干擾現(xiàn)象普遍存在，但是電磁干擾卻不能完全消除，只能通過(guò)措施盡量減少降低電動(dòng)機(jī)對(duì)設(shè)備、系統(tǒng)工作造成的電磁干擾可采用以下措施。

（1）阻尼。阻尼可有效地降低和減少瞬變過(guò)電壓對(duì)系統(tǒng)回路中浪涌電壓對(duì)電動(dòng)機(jī)的干擾。一般可采用阻尼導(dǎo)線(xiàn)的方式，如導(dǎo)電性橡膠線(xiàn)、浸碳纖維線(xiàn)、變距電阻繞線(xiàn)、磁性體繞線(xiàn)、雙電阻絲繞線(xiàn)和層蔽導(dǎo)線(xiàn)等。用以上幾種導(dǎo)線(xiàn)作為電動(dòng)機(jī)的電源引出線(xiàn)。此外，阻尼導(dǎo)線(xiàn)還可減少和抑制電刷與換向器之間的火花放電干擾。

（2）濾波。電動(dòng)機(jī)電刷產(chǎn)生的噪聲既有共模和差模兩種，解決方法有電容、電感及接地等。對(duì)于共模噪聲降低，可將電容器接在電動(dòng)機(jī)的每根引線(xiàn)和地之間，對(duì)于差模噪聲大都是由電刷與換向器觸點(diǎn)斷開(kāi)產(chǎn)生。

（3）接地。接地抑制噪聲的操作方式很重要。如果接地阻抗過(guò)大，則起不到良好的噪聲旁路作用。如果電動(dòng)機(jī)外殼做接地端子，則外殼上的油漆必須去掉，以便使導(dǎo)線(xiàn)良好地與地接觸，不能單靠連接螺釘?shù)?～5牙螺紋來(lái)連接。

（4）屏蔽。用屏蔽的方式抑制輻射噪聲是很有效的。電動(dòng)機(jī)金屬外殼就正好起著屏蔽的作用。其屏蔽效果與材料的性能、輻射頻率、屏蔽殼體上存在的各種不連續(xù)的形狀和數(shù)量有關(guān)，如因?yàn)殂~、鉛對(duì)電磁場(chǎng)波具有極大的反射損耗，適宜于作為電動(dòng)機(jī)電刷與換向器之間的火花干擾屏蔽體。鐵和特種高導(dǎo)磁率的鐵鎳鈷合金等導(dǎo)磁性材料，因其對(duì)磁場(chǎng)波具有很大的吸引損耗，因此可用作電動(dòng)機(jī)繞組（或永磁極）的屏蔽殼體。

由于存在導(dǎo)線(xiàn)進(jìn)出孔，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸孔，電動(dòng)機(jī)外殼電磁屏蔽具有不連續(xù)性，可在窗孔上用導(dǎo)電橡膠或金屬襯墊，電源引出線(xiàn)應(yīng)通過(guò)屏蔽罩殼上的穿心電容與電動(dòng)機(jī)連接，以消除通過(guò)窗孔的電磁干擾。

（5）其他措施。干擾抑制也可以從電動(dòng)機(jī)本身如設(shè)計(jì)、加工工藝等入手。因?yàn)槟承┎糠值慕佑|不良，電刷的不干凈都會(huì)產(chǎn)生數(shù)倍于正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的干擾情況。為了抑制干擾，要保持接觸部分的接觸可靠，開(kāi)合動(dòng)作正常，觸頭的壓力要保持均勻；要保持電刷和換向器的干凈，保證電刷本身的質(zhì)量也就是降低表面粗糙度；換向器選用硬態(tài)純銅、鋯銅或銀鎳銅，與之匹配的電刷選用純石墨、銅石墨或銀石墨材質(zhì)；換向器表面與轉(zhuǎn)子必須進(jìn)行同軸磨削，電刷應(yīng)預(yù)先加工；裝配時(shí)為使刷架中心與電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子軸中心線(xiàn)垂直相交，調(diào)整電刷彈簧的壓力均勻?qū)ΨQ(chēng)；設(shè)計(jì)時(shí)，在電路中接入瞬態(tài)抑制器件如硅二極管，以防止電感效應(yīng)產(chǎn)生的電壓波涌尖鋒；電樞安裝軸中心對(duì)稱(chēng)，以避免氣隙不均勻，繞組不對(duì)稱(chēng)；要使機(jī)座的固定可靠，避免機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)引起電動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)不穩(wěn)。

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