車載箱式電站EMC問題的解決途徑

江蘇道康發(fā)電機(jī)組有限公司 劉偉東

本文主要論述了車載箱式電站電磁兼容性的解決途徑。隨著科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展，電磁干擾在車載箱式電站設(shè)備中的危害變大。電磁干擾的主要傳播路徑為電場(chǎng)輻射干擾和電源線傳導(dǎo)干擾，通過對(duì)產(chǎn)品的不斷創(chuàng)新、改進(jìn)、試驗(yàn)總結(jié)了行之有效的車載箱式電站電磁兼容解決途徑。從干擾的根源出發(fā)，破壞干擾源與被干擾物之間的電磁傳播路徑，有效抑制設(shè)備中電磁干擾問題。

引言：科學(xué)技術(shù)的不斷創(chuàng)新帶動(dòng)了車載通信技術(shù)、車載雷達(dá)的飛速發(fā)展。高性能車載電子設(shè)備功能的多樣化、結(jié)構(gòu)的復(fù)雜化、功率的加大和頻率的提高，極大地提高了車載系統(tǒng)的通信指揮能力，但與此同時(shí)整車通信系統(tǒng)對(duì)車載箱式電站的電磁兼容性（EMC）問題也日益突出。

電磁兼容性(EMC)是指設(shè)備或系統(tǒng)在其電磁環(huán)境中符合要求運(yùn)行并不對(duì)其環(huán)境中的任何設(shè)備產(chǎn)生無法忍受的電磁干擾的能力。EMC包括兩個(gè)方面的要求:一方面是指設(shè)備在正常運(yùn)行過程中不會(huì)對(duì)此環(huán)境中任何其它設(shè)備產(chǎn)生強(qiáng)烈電磁干擾；另一方面是指設(shè)備對(duì)所在環(huán)境中存在的電磁干擾具有一定程度的抗擾度。

1.電磁干擾的危害及傳導(dǎo)

電磁干擾在車載電站設(shè)備中造成危害有以下三點(diǎn)：

（1）強(qiáng)度高的電磁干擾會(huì)導(dǎo)致靈敏電子器件失效；

（2）會(huì)使主要控制元件功能、控制失效；

（3）會(huì)出現(xiàn)設(shè)備主要信息傳遞出錯(cuò)，動(dòng)作失效，工作異常、性能下降等。

電磁干擾問題主要傳播方式為電場(chǎng)輻射干擾和電源線傳導(dǎo)干擾。輻射是由外殼的縫隙、槽、孔或其它缺口泄露出去；傳導(dǎo)則由耦合到電源、信號(hào)、控制線上離開外殼，在開放的空氣中自由輻射，從而產(chǎn)生干擾。為了防止電磁干擾帶來的危害，一般可以采取切斷、抑制干擾的耦合通道措施，降低自身對(duì)外界的電磁干擾，提升自身抵御外界電磁干擾的能力，破壞干擾源與被干擾物之間的電磁傳播路徑。

2.車載箱式電站的電磁兼容解決途徑

車載箱式電站作為車載設(shè)備的主要電源，它向車內(nèi)設(shè)備供電，其電磁兼容性能對(duì)車內(nèi)設(shè)備的正常工作狀態(tài)有著直接和重要的影響。通過對(duì)車載箱式電站電磁兼容性設(shè)計(jì)研究，實(shí)際改進(jìn)及對(duì)比分析，總結(jié)了有關(guān)車載箱式電站電磁兼容性設(shè)計(jì)的幾點(diǎn)解決途徑。

車載箱式電站箱體與底盤、進(jìn)排風(fēng)百葉窗、維修門之間的連接關(guān)系及屏蔽處理方式如圖1所示，經(jīng)過處理后的電站外殼形成一個(gè)有效的屏蔽整體，降低了電場(chǎng)輻射干擾。

2.1 箱體的電磁屏蔽處理方法

箱體整體屏蔽是處理電磁干擾的有效途徑。箱體采用整板2.5mm鋼板折彎制作，減少焊接焊縫，對(duì)接焊縫處進(jìn)行雙面連續(xù)滿焊處理，對(duì)接處無間隙，處理后箱體為一個(gè)整體增加了屏蔽效果。箱體上進(jìn)排風(fēng)口百葉裝置與箱體之間，電源接口盒與箱體之間都會(huì)有一定的縫隙，這些縫隙與孔洞會(huì)造成電磁能量的泄露，屏蔽效率也會(huì)降低。在兩者之間增加導(dǎo)電金屬襯墊即減少了設(shè)備間的連接縫隙，使輻射不會(huì)散發(fā)出去，又增加了箱體的整體屏蔽效果。進(jìn)、排風(fēng)百葉窗口內(nèi)側(cè)增加導(dǎo)電多孔金屬網(wǎng)，安裝于百葉窗內(nèi)側(cè)減少磁場(chǎng)輻射干擾，增強(qiáng)箱體屏蔽效果。

圖1 車載箱式電站箱

2.2 箱體維修門的電磁屏蔽處理方法

箱體維修門是要經(jīng)常開關(guān)的地方，門與門框之間存在一定的縫隙，是電磁輻射傳播的路徑。因此在箱體的門框與維修門的結(jié)合處安裝導(dǎo)電金屬屏蔽襯墊，屏蔽襯墊由金屬絲網(wǎng)包裹著橡膠條組成，橡膠密封條安裝在門框上的防水密封板上，維修門關(guān)上后，門的四條邊就壓緊在門框金屬橡膠襯墊上。由于金屬襯墊的導(dǎo)電作用，使維修門與箱體形成一個(gè)有效的導(dǎo)電整體，從而起到屏蔽的作用。

2.3 箱體與底盤間的電磁屏蔽處理方法

箱體與底盤間連接存在一定的縫隙，這些縫隙也是電磁泄露的途徑。底盤與箱體接觸面采取導(dǎo)電氧化處理，底盤與箱體之間的連接增加導(dǎo)電襯墊，用于填補(bǔ)空隙并提供連續(xù)低阻抗接點(diǎn)，使底盤與箱體之間成為一個(gè)連續(xù)導(dǎo)電體。襯墊可以在兩個(gè)導(dǎo)體之間提供一種靈活的連接，使一個(gè)導(dǎo)體上的電流傳至另一個(gè)導(dǎo)體。

2.4 控制屏的電磁屏蔽處理方法

控制屏內(nèi)裝有電子元器件，有效的屏蔽是電子元器件正常工作的條件。首先將控制屏上接地銅螺栓與電站箱體接地點(diǎn)有效連接；其次控制屏上的儀表、控制器與面板間安裝金屬襯墊；輸入輸出信號(hào)選用軍用級(jí)航空連接器，連接器與控制屏安裝孔中間增加導(dǎo)電金屬墊片。軍用級(jí)連接器具有較強(qiáng)的抗干擾能力，金屬襯墊具有較強(qiáng)的導(dǎo)電能力，兩者共同作用使控制屏形成一個(gè)導(dǎo)電整體，有效的抑制了電磁輻射及電源傳導(dǎo)對(duì)控制屏內(nèi)電子元件的干擾。

2.5 箱體內(nèi)易被干擾信號(hào)的屏蔽處理方法

傳導(dǎo)干擾主要路徑是通過電站的電源線進(jìn)行傳輸。在電站電源輸出端加裝電源濾波器，是減少傳導(dǎo)干擾的主要途徑。選用電源濾波器的目的是抑制電磁噪聲，功能就是通過在電源線中接入電源濾波器，得到一個(gè)特定頻率的電源信號(hào)，或消除一個(gè)特定頻率的電源信號(hào)。注意電源濾波器在安裝連接線路上避免引起諧振效應(yīng)。

發(fā)動(dòng)機(jī)上安裝有水溫、油溫、油壓、轉(zhuǎn)速傳感器等，他們?yōu)殡娬咀詣?dòng)化控制提供參數(shù)信息。水溫、油溫、油壓傳感器一般為電阻型抗干擾能力強(qiáng)，轉(zhuǎn)速傳感器抗干擾能力弱，干擾出現(xiàn)時(shí)會(huì)導(dǎo)致誤動(dòng)作，需進(jìn)行屏蔽處理。轉(zhuǎn)速傳感器選用帶電磁屏蔽功能型的，同時(shí)轉(zhuǎn)速傳感器傳輸線選用雙絞屏蔽線增強(qiáng)抗干擾能力。

電站內(nèi)的其它連接導(dǎo)線優(yōu)化布線，減少引線電感的產(chǎn)生，切斷空間輻射。未采用屏蔽電纜的連接導(dǎo)線采用防波套管處理，提高抗電磁干擾的能力。

2.6 電站接地處理

電磁兼容產(chǎn)生的干擾必須通過電纜接地方式疏通到大地，才能達(dá)到對(duì)干擾處理的目的。若沒有良好的接地，干擾信號(hào)仍會(huì)由于累積效應(yīng)向外輻射，因此合理有效的接地處理措施是消除電磁干擾的必要途徑。

電站中傳感器公共接地與蓄電池負(fù)極分離，必須單獨(dú)與發(fā)動(dòng)機(jī)外殼相連接，防止干擾。發(fā)動(dòng)機(jī)與發(fā)電機(jī)連接成一個(gè)整體后，與電站殼體采取單點(diǎn)接地，控制屏與電站殼體也采取單點(diǎn)接地。箱體外殼設(shè)有與車載平臺(tái)對(duì)接的接地點(diǎn)，通過車載平臺(tái)使之與大地保持有效連接。接地導(dǎo)線須選用電阻小的材料，并盡可能短；接地點(diǎn)之間的電纜需拉直；接觸面必須保持接觸良好，無任何絕緣涂層。

3.結(jié)束語

電磁兼容是車載箱式電站可靠運(yùn)行中不可忽視的問題，隨著電子產(chǎn)品的廣泛運(yùn)用，這個(gè)問題尤為突出。通過對(duì)產(chǎn)品的不斷改進(jìn)、創(chuàng)新、試驗(yàn)驗(yàn)證總結(jié)了一套行之有效的車載箱式電站電磁兼容解決途徑。

引文：梁振光，唐仁遠(yuǎn)，電機(jī)的電磁兼容問題。