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小功率永磁电机的电磁干扰抑制

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小功率永磁电机的电磁干扰抑制

电磁兼容性反映了电子设备或系统在其电磁环境中符合要求运行并不对其环境的任何设备产生无法忍受的电磁干扰能力,它包含两个方面的要求:一方面是指设备在正常运行过程中对所在环境产生的电磁干扰不能超过一定的限值即EMI(ElectromagneticInterference);另一方面是指设备对所在环境中存在的电磁干扰具有一定程度的抗扰度,即电磁敏感性EMS(ElectromagneticSusceptibility),商用电气产品为取得某一市场的销售资格,其EMI水平必须通过强制性认证,即达到某一标准,如国际无线电干扰特别委员会的IECCISPRI4-1,欧洲的 EN55014-1,或中国的GB4343.1等等。各类标准事实上是等效的川。

1EMI产生的根源

L1电机的火花

火花使换向区域附近的空气介质电离,在空气中形成带电粒子,形成电磁干扰;

L2非线性器件

可控硅、整流二极管以及晶体管开关的导通和截止的工作特性会产生高频谐波干扰;

1.3电机的磁路

过于饱和的磁路也会产生较大的电磁干扰。

在产品中加装滤波器以及采用各种屏蔽手段可以有效地抑制EMI,但从根源上消除干扰源的干扰同样重要。在上述各干扰源中,直流电机在换向过程中产生的火花,由于其成因复杂,在实际应用中常常难以控制。

表面上,电机生产过程中的各种不良工艺都会加剧运行中的火花,必须加以控制,如换向器表面的精车水平包括圆度、跳动、光洁度,转子的动平衡水平,此外,弹簧的压力以及碳刷的材质都会对火花的大小产生极大的影响。

理论上,火花产生的根源是换向中产生的各种电动势,包括电抗电势及变压器电势,换向片上的片间电压以及转子上的电枢反应等。这其中,电抗电势是最主要的。

换向时,电枢电流在极短的时间内变换方向,线圈电流的换向过程由图1简示。