串激電機的電磁干擾抑制

串激電機的電磁干擾抑制電動工具中廣泛應(yīng)用的串勵電動機和永磁直流電動機，因其獨有的工作特性，會產(chǎn)生較大的電磁干擾。筆者根據(jù)對電動工具電磁干擾的測試、調(diào)試和整改經(jīng)驗，對其產(chǎn)生的電磁干擾原因和電磁干擾的抑制方法作了一些歸納并給出一些干擾抑制的實例供大家參考。一、電動工具產(chǎn)生的電磁干擾主要是由電動機工作引起的。電動機工作時電樞轉(zhuǎn)動，電刷將相鄰的換向片短路，導(dǎo)致參加換向的電樞線圈短路，回路流過短路電流。當(dāng)換向片轉(zhuǎn)到與電刷斷開位置時，電刷和換向片之間產(chǎn)生換向火花，使換向區(qū)域附近的空氣介質(zhì)電離，在空氣中形成帶電粒子，從而形成電磁干擾，這種火花電離放電產(chǎn)生的干擾頻譜較寬且連續(xù)分布，對廣播電視產(chǎn)品、通訊類產(chǎn)品以及其他電子類產(chǎn)品有較大的干擾作用；其次，電動工具中的一些非線性器件工作，如可控硅、整流二極管、晶體管開關(guān)等，由于其導(dǎo)通和截止的工作特性和導(dǎo)通的穩(wěn)定性較差，也會產(chǎn)生高頻次諧波干擾分量；還有由于電動機的定子鐵芯和轉(zhuǎn)子的開槽設(shè)計和線圈上的磁路設(shè)計比較飽和，也會產(chǎn)生較大的高頻諧波分量引起電磁干擾。上述電磁干擾往往會通過電動工具的電源線以傳導(dǎo)和輻射的方式向公共電網(wǎng)和空間傳播，直接或間接的影響其他設(shè)備的正常工作，干擾傳播途徑見圖1所示。前用得較多的電磁干擾抑制技術(shù)有屏蔽、接地（浮地、單點接地和接地網(wǎng)）與濾波三種，考慮電動工具的工作特點和經(jīng)濟效益，用得最多的還是濾波技術(shù)，圖2是常用的一種n型低通濾波電路，低通濾波電路為頻率較低的信號（如50Hz）提供低阻抗通道，對頻率較高的信號產(chǎn)生較大的衰減，以實現(xiàn)干擾抑制，該電路主要對輸入端口進行濾波，削弱對電網(wǎng)電源輸入的傳導(dǎo)干擾，其中C1、C2和C4、C5及Lc用于濾除共模干擾，C3和C6用于濾除差模干擾，C1=C2=C4=C5=（1000~4700）pF、C3=C6=（0.1~0.47）pF，Lc=（0.01~3）mH,根據(jù)電動工圖1干擾傳播途徑具產(chǎn)生的電磁干擾情況，可以采用上述電路的全部和部分，組成C型（純電容）、L型（一個電感和一個電容）、T型（兩只電感和一個電容）和n型（個電感和兩只電容）。若差模干擾較大時，圖1中Lc可改為用兩個相同的電感分別串接在相線和中線里達到抑制差模干擾的目的。此外，在電動機電刷兩端并接一個（1~3）圖1干擾傳播途徑二、電動工具中，接地和電氣連接應(yīng)可靠、牢固，接觸不良會產(chǎn)生數(shù)陪于正常工作時的干擾。接地是保證相線、中線對地有一個低阻抗回路抑制干擾的一個重要手段，實際使用時，圖2中C1、C2、C3常用一個三角形連接的抑制電容器代替，三根引出線中，中間一根為射頻接地線，接電動工具的定子鐵芯，另兩根引線分別接在開關(guān)后的相線和中線上。在接線時，要注意接地的良好性和連續(xù)性，并且電容器的引線也應(yīng)盡可能短，引線越長，電容的諧振頻率越低，電容的高頻濾波效果就越差。一般，引線的長和短，在電磁干擾抑制效果上可相差（2~5）dB。為了盡可能減小電動工具工作時的電磁干擾，在設(shè)計和制造工藝方面如果能注意以下幾點，會達到事半功倍的效果。刷握和機座固定牢靠，避免電動機運轉(zhuǎn)不穩(wěn)引起刷握跳動產(chǎn)生高頻分量；內(nèi)部走線整潔、清楚，連線盡可能短并不要形成閉環(huán)，以減小線路的電磁輻射；保證矽鋼片、電刷的質(zhì)量和換向器的光潔度，并盡可能保持電刷和換向器的干凈，刷握的結(jié)構(gòu)應(yīng)使得電刷和換向器間的接觸壓力在電動工具運轉(zhuǎn)時受力均勻，以減小火花的產(chǎn)生。三、電磁干擾抑制實例：

dBpV激.磁箕圈電感220V-GND3300pF3300pF0,33dBpV激.磁箕圈電感220V-GND3300pF3300pF0,33叩角向磨光機注入傳導(dǎo)測試結(jié)果,從不合格導(dǎo)測試結(jié)住角向磨光機注入傳導(dǎo)測試結(jié)果,從不合格點分布區(qū)域知道既有差模干擾又有共模干擾，分析內(nèi)部結(jié)構(gòu)，該角向磨光機沒有電磁兼容設(shè)計，因此，首先考慮在開關(guān)后接入一0.33pF+2x3300pF的三腳電容器，地線接定子鐵芯測試結(jié)果見圖3-a，從測試結(jié)果看出高頻端的共模干擾已抑制，為了進一步抑制差模干擾，在電刷和定子線圈間分別串接一20pH的電感，抑制效果不明顯，繼續(xù)加大電感量至250pH，測試結(jié)果符合標(biāo)準(zhǔn)要求，見圖3-b，線路連接見圖3-c0o）整改前的侍導(dǎo)測試靖果30,0MHz整改后的傳導(dǎo)測試結(jié)果3300pF0.33nF220V-筍OOpFGNDc）調(diào)速電鉆統(tǒng)路連接圖圖4是調(diào)速電鉆的傳導(dǎo)測試結(jié)果，，不合格主要是由于調(diào)速電鉆.的調(diào)速電位器在控制可控硅的導(dǎo)通角調(diào)節(jié)電動機的端電壓時，可控硅導(dǎo)通的穩(wěn)定性不理想導(dǎo)致電路工作狀態(tài)不穩(wěn)定以及電動機工作時產(chǎn)生的換向火花引起的，從頻率分布可看出是差模干擾。解決方法是在開關(guān)后接一0.33pF+2x3300nP三腳電容在定子和電刷間各接一50pH差模電感，測試結(jié)果符合限值要求，見圖4-a。由于調(diào)速電鉆采用的是組合式開關(guān)，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)較一般開關(guān)復(fù)雜，在接入低通濾波器時一定要弄清與各端子的接線，詳見圖4-b。4tlRpW10U.Q300.04tlRpW10U.Q300.0e）電動螺絲刀線路連接圖圖5是電動螺絲刀的輻射功率測試結(jié)果"頻譜顯示不合格還.合格頻點集中在（45?50）MHz間，很明顯是由于電動螺絲刀電源控制端在電壓降壓后通過整流二極管整流產(chǎn)生的，解決的思路是在整流輸出到直流電動機前接入兩個對接的0.1pF