王哲

摘? 要：隨著現(xiàn)代交通運(yùn)輸事業(yè)的發(fā)展和高鐵事業(yè)的蓬勃發(fā)展，軌道車輛的電磁兼容性設(shè)計(jì)之于軌道交通具有重要的應(yīng)用價值?；陔姶偶嫒菪裕ㄒ韵潞喎QEMC）技術(shù)在軌道車輛實(shí)際工作環(huán)境中發(fā)生的一些騷擾和干擾，嚴(yán)格軌道交通設(shè)備的電磁兼容測試試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)而設(shè)計(jì)出的提升EMC性能的方法，在軌道交通設(shè)備如計(jì)軸系統(tǒng)、信號系統(tǒng)、站臺門系統(tǒng)、電源系統(tǒng)等大型設(shè)備中通過應(yīng)用電磁兼容全項(xiàng)試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，盡可能地在應(yīng)用領(lǐng)域?yàn)樘嵘囕v性能提供助力。

關(guān)鍵詞：軌道車輛? 電磁兼容? 試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)? 應(yīng)用

中圖分類號：TL362 ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2020）07（a）-0083-03

Abstract： With the development of modern transportation and the vigorous development of high-speed rail， electromagnetic compatibility design of rail vehicles has important application value for rail transit. Based on some disturbances and interferences caused by electromagnetic compatibility （EMC） technology in the actual working environment of rail vehicles， the method for improving EMC performance is designed by strict EMC test standards for rail transit equipment. Through the application of EMC full test standards in large-scale equipment such as axle counting system， signal system， platform door system and power supply system， the method can provide assistance for improving vehicle performance in the application field as much as possible.

Key Words： Rail vehicles; Electromagnetic compatibility; Test standard; Application

1? 軌道車輛電磁兼容試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)概述

在軌道車輛結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，電磁兼容即EMC（Electro magnetic Compatibility）作為設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的重要一環(huán)，成為提升車輛性能的關(guān)鍵性指標(biāo)[1]。依照軌道車輛電磁兼容試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，內(nèi)容涉及靜電放電抗擾度試驗(yàn)（GB/T24338.4-2018，IEC62236-3-2：2018軌道交通 電磁兼容 第3-1部分：機(jī)車車輛 設(shè)備），射頻電磁場輻射抗擾度試驗(yàn)（GB/T24338.4-2018，IEC62236-3-2：2018軌道交通 電磁兼容 第3-2部分：機(jī)車車輛 設(shè)備），電快速瞬變脈沖群抗擾度試驗(yàn)（GB/T25119-2010，IEC60571：2012機(jī)車車輛電子裝置），浪涌（沖擊）抗擾度試驗(yàn)，工頻磁場試驗(yàn)，電壓暫降、短時中斷和電壓變化抗擾度試驗(yàn)，傳導(dǎo)騷擾試驗(yàn)，阻尼振蕩電壓試驗(yàn)，輻射發(fā)射試驗(yàn)，傳導(dǎo)干擾試驗(yàn)，輻射干擾試驗(yàn)（IEC60571：2012軌道交通 機(jī)車車輛電子裝置）……

2? 軌道車輛電磁兼容的實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用細(xì)則

電磁兼容是軌道車輛設(shè)計(jì)的核心技術(shù)，也是在系統(tǒng)性、分系統(tǒng)性、設(shè)備中對其共存狀態(tài)相互協(xié)調(diào)統(tǒng)一的結(jié)果，整體上對提升電磁抗干擾性能，降低外界噪聲等對軌道車輛引發(fā)的故障，具有突出的作用。

在共同的電磁環(huán)境中能協(xié)調(diào)地完成各自功能的共存狀態(tài)。電磁兼容設(shè)計(jì)是通過提高產(chǎn)品的抗電磁干擾能力以及降低對外的電磁干擾，避免由于干擾導(dǎo)致的產(chǎn)品故障，從而提高產(chǎn)品的可靠性。電磁兼容設(shè)計(jì)一般需要從抑制干擾源、切斷干擾傳播途徑等方面進(jìn)行設(shè)計(jì)。期間技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)在CE（歐共體安全認(rèn)識標(biāo)志）、RE（Radiated emission，電磁波干擾）、ESD（Emergency Shutdown Device，緊急停車系統(tǒng)）、RS（racingsport，賽車運(yùn)動）、EFT（Electrical Fast Transient），抗干擾技術(shù)）、SURC（Einterference，e，干擾源）、CS（Conducted Susceptibility，傳導(dǎo)抗擾測試）、阻尼震蕩波（測試電壓范圍：10kV～22kV;試驗(yàn)過程無靜態(tài)直流，無損交聯(lián)電纜;局放檢測符合IEC60270標(biāo)準(zhǔn)，即國際電工委員會標(biāo)準(zhǔn)）[4]。請?jiān)诖_認(rèn)這段話

2.1 應(yīng)用目標(biāo)

軌道車輛電磁兼容性問題試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一性及其適用性，對提升軌道車輛性能和使用壽命、縮短產(chǎn)品開發(fā)成本和時間，具有重要的意義。應(yīng)用環(huán)節(jié)，基本的信號接地、電源接地以及電磁兼容接地等基地設(shè)計(jì);設(shè)備可能出現(xiàn)的干擾源，采取屏蔽或者濾波方式加以優(yōu)化。

2.2 應(yīng)用情況

在軌道車輛發(fā)展的第三次革命中，智能控制下的軌道車輛，在控制內(nèi)容上細(xì)化到駕駛員信息、控制引擎、避撞監(jiān)測和避碰、執(zhí)行線控剎車和轉(zhuǎn)向、車內(nèi)環(huán)境的全方位、智能控制中去。以通用嵌入式硬件電子平臺為例，應(yīng)用于軌道車輛電子電路中，需充分考慮電磁兼容性設(shè)計(jì)中的軟件功能、硬件功能、車型功能。其中，通用式嵌入式電子平臺設(shè)計(jì)中，嚴(yán)格電磁兼容性實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)出系統(tǒng)級芯片（SoC）半導(dǎo)體器件，具有減少元件數(shù)量、縮小占位空間的效能，對電子平臺研發(fā)具有廣泛的適用性價值[5]。

2.3 實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)前的電磁兼容性問題

受軌道車輛電子產(chǎn)品數(shù)量的增加和復(fù)雜電子模塊在整車中布局的增加，電磁兼容性設(shè)計(jì)中面臨著愈加嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。相關(guān)問題主要包括降低電磁易感性（EMS），以保護(hù)電子產(chǎn)品免受其它電子系統(tǒng)（如移動電話、GPS或信息娛樂系統(tǒng)）的有害電磁輻射影響;免受電源電壓大的瞬間變化、重負(fù)載或感性負(fù)載（如車燈和啟動機(jī)）等惡劣汽車環(huán)境影響;就可能引發(fā)電子電路產(chǎn)生影響的EME控制到最低[6]。

2.4 應(yīng)用環(huán)節(jié)的核心問題

軌道車輛EMC要符合基本電磁兼容性標(biāo)準(zhǔn)，將測試結(jié)果作為汽車設(shè)計(jì)的主元素來強(qiáng)化。符合性測試的標(biāo)準(zhǔn)化，需從IC設(shè)計(jì)、PCB量產(chǎn)、模塊實(shí)現(xiàn)、整車設(shè)計(jì)全過程上融入EMC問題的基本設(shè)計(jì)方略。最大程度地以模塊級檢測項(xiàng)目來設(shè)計(jì)出預(yù)符合性測試和IC級測試的標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品[7]。

軌道車輛需設(shè)計(jì)出符合EMC的IC（Integrated Circuit集成電路）和模塊，內(nèi)容包括EME IEC 61967和IEC 62132標(biāo)準(zhǔn)針對150kHz到1GHz范圍的輻射型、電磁免疫性（抗電磁干擾性）和傳導(dǎo)型電磁發(fā)射測量;針對公路車輛引起的傳導(dǎo)和耦合電氣干擾測量的瞬態(tài)標(biāo)準(zhǔn) ISO 7637[8]。

對于系統(tǒng)設(shè)計(jì)工程師而言，要確保SoC（系統(tǒng)級芯片）和最終模塊滿足EMC的IC（Integrated Circuit集成電路）和模塊標(biāo)準(zhǔn)要求[9]。需轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)SPICE模型為Verilog-A/AMS來提高系統(tǒng)級別的仿真驗(yàn)證速度。通過電場建模，來提升試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)用價值，原因在于1GHz信號波長30cm>IC尺寸，且輻射型發(fā)射和易感性可從印刷電路板和電纜上的有效天線上加以改善。

3? 結(jié)語

EMC試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)在軌道車輛電磁兼容的設(shè)計(jì)實(shí)踐中，需綜合考慮EME IEC 61967和IEC 62132標(biāo)準(zhǔn)和瞬態(tài)標(biāo)準(zhǔn) ISO 7637的實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，通過測試數(shù)據(jù)對其應(yīng)用可行性進(jìn)行分析驗(yàn)證，最終對提升系統(tǒng)穩(wěn)定性，降低故障率、提升抗干擾能力，設(shè)計(jì)出符合EMC的IC（Integrated Circuit集成電路）和模塊，具有突出的效果。

參考文獻(xiàn)

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