汽车暖风电动机的无线电骚扰抑制技术

汽车暖风电动机的无线电骚扰抑制技术研究随着汽车工业的发展和社会的进步，人们安全环保意识的增强，对汽车产品的电磁兼容性越来越重视。我国已将汽车的电磁兼容性要求纳入汽车公告和国家强制性产品认证范围。GB18655—2002《用于保护车载接收机的无线电骚扰特性的限值和测量方法》的实施，对整车电磁环境进行了限定，以保护车载接收机的正常运行。由于我国在汽车电器零部件无线电骚扰的抑制刚刚起步，许多厂家还未在汽车电器零部件的设计阶段考虑无线电骚扰的抑制措施。如何采取一些骚扰抑制措施，使汽车电器零部件的无线电骚扰达到1级峰值限值以上的水平，是摆在汽车电器零部件生产厂家面前的一项紧迫的任务。一、汽车暖风电动机无线电骚扰产生机理汽车暖风电动机由永久磁铁的定子、转子绕组和电刷组成。电流经过电刷至绕组，在定子磁场中产生电磁力而使电动机旋转起来。暖风电动机属于感性负载，当感性负载的供电被突然切断时，会产生反向瞬变电压Uc。线圈初始储能越大，切断速度越快，瞬变电压就越高。实测结果，一般Uc为-100～-300V，瞬变时间tc为0.2～0.5s，如图1所示。这种类型骚扰的瞬变电压的幅值相当大，会对汽车电子模块造成严重影响，甚至损坏。它可以通过电源线传导骚扰的形式干扰其他汽车电子装置，且当这种无线电骚扰的频率高于一定频率时，这些线路将通过天线向外发射无线电骚扰，而影响车内及车外的电子电器正常工作。暖风电动机的无线电骚扰辐射的另一来源是电刷在运转中触点间产生电弧，电弧可以在5～200MHz的频率内产生强烈的射频辐射，向外发射无线电骚扰。为了进一步研究无线电骚扰产生机理，特地选择一只未进行电磁兼容设计的暖风电动机，进行预测试。测试场地为5m法半电波暗室，选用美国HP公司生产的8542EEMI测试接收机，按GB18655《用于保护车载接收机的无线电骚扰特性的限值和测量方法》第三部分:车辆零部件和模块的测量方法进行。图2为暖风电动机电源线的传导无线电骚扰（峰值检波器）测试结果，图2中限值为GB18655所规定的1级无线电骚扰限值（峰值检波器）。从测试结果分析可知:电源输入端宽带传导骚扰特性的70～108MHz内的无线电骚扰接近或超过电源输入端宽带传导骚扰1级峰值限值。图3为暖风电动机宽带辐射无线电骚扰测试结果，其中图3a为0.15～6.2MHz内单极垂直极化峰值辐射骚扰特性，图3b为30～1000MHz内水平极化峰值辐射骚扰特性，图3c为30～1000MHz内垂直极化峰值辐射骚扰特性，可以看出该暖风电动机辐射骚扰特性在5.9～6.2MHz、30～54MHz、70～108MHz、420～512MHz频段内均超出GB18655所规定的零部件宽带辐射无线电骚扰1级限值（峰值检波器）。二、无线电骚扰抑制原理骚扰抑制措施的方式有很多种，可归纳为:屏蔽、滤波、接地、阻尼。其中滤波器已成为抑制电磁骚扰的重要方法之一，这是因为滤波器可以把不需要的无线电骚扰减少到满意的工作电平上，因此，滤波器是防护传导无线电骚扰和辐射无线电骚扰的主要措施。本文主要探讨在原电动机的电源端加入滤波器进行无线电骚扰抑制，使其产生的无线电骚扰低于标准所规定的限值，从而达到标准要求。常用的低通滤波器是由电感和电容组合而成，电容并联在信号线与地线之间或信号线与机壳或大地之间。（一）电感滤波器树那腿电感滤波器干原理图如苏图珠4则所示。电感粪的感抗与频梅率有关，其袋频率特性贿为治:杨链师A云（楚j铲ω饭）达=U枕L神（钩j昼ω粘）僵/I舟L复（淡j钩ω鸭）风=匀j弊ω壮L碍革捞恼式肥中石:U恋L纤—润—冈电感两端的早电压锐；备I渣L病—遥—醋电感的电流难；撑L叙—尿—鲁电感。伍嫌拉显然，随着冻频宪率本ω室=令2惧π劫f接→季∞拔，电感两端爷电压逐步增友加。由于电沟感串联在电瞎路中，因此始滤波器的输筐出将衰减，闷起到了低通寿滤波器的作会用。骂陈券（二）电容堵滤波器竭差楼电容滤波器案原理图如即图厌5蝴所示。电棉容医C哭的容抗与频席率有关，其殖频率特性且为术:有移活A步（远j稠ω撞）胞=U锦O送（个j墨ω扩）宏/I躁C拔（浇j恼ω故）驾=1斩/搅（看j护ω赌C非）贼拔私式恼中债:U凤O瞎—爱—安输出电压旗；汁I赠C枣—刃—寿电流蛾；量C倚—谷—滚电容。渠滋价显然，随着拼频唐率斯ω掘=统2至π风f挽→昆∞辜，滤波器的搁输出电压衰执减逐步增加霸，起到了低家通滤波器的撒作用。布搬吗（三鞋）膨X2YEM出I涂滤波器嚼陆X2YE洗M情I斯滤波器是一稻种新型的集罗成电磁骚扰胖滤波器（其绪厂家所在地仓为起Syfer桃Techn挣o扩logyL猜imite军dOldS骂tokeR个oa径d暖，钟Armin万ghall斤Norwi希c弊h馋，青NR148环S悟Q洲，伯U贺K假），自刺从解199纪9荡年问世以来袍，现已广泛盼地应用于通莫讯、网络等尝的电磁兼容植设计中。其描电路由幅两类个毒Y氏电容和一当个狱X壤电容组成，爱如寿图恩6量所示。具有朝如下特腰点胖:蹈具备标准旁学路电容的一邮切功能、同举轴线结构方渴式、最低寄宏生电阻和电赴感以缘及册X2夫Y重平衡组件。妥因此旱，汤X2YEM议I贡滤波器具有壁串音抑制性谅能，不受电谷流粮的限制，对险共模和差模告噪声具有抑柜制功能。仪趣凶三、无线电布骚扰抑制方持案及试验何哀壳（一善）阳2杰种方案拒霜列通过对暖风粮电动机的无提线电骚扰畏的预测，可你知其属于宽州带连续型骚厘扰。现如选虑用补2娘种方案进行隐对比分析。沉纸扔方壳案补1X2YE浇M填I昏滤波玉器茎—蛛—月在暖风电动乞机的电源端粗接入一痒只危X2YEM匀I具滤波器，如樱图吗7期所示。吨被刃方叛案厕2X2YE朵M冒I呀滤波守器责+痒电感滤波允器歉—窃—芳在方就案免1统的基础上增纺加一组电感绪滤波器，如堪图扯8另所示。量刻碍（二）试验遇结果蝇陪甘按前述测量弱方法对其进显行测试，测骡试结果如下泡。角榆须1落．摘X2YEM研I缺滤波器的暖率风电动机的殊传导无线电州骚扰试验结端果（峰值检勒波器）衔赢倾从寨图报9泳可看出，在某暖风电动机疫的电源舅端接入一壤只桨X2YEM艺I匹滤波器后，眠与窝图然2爽相比较，赤在糊MW0.5龟3浩～像2.0MH奇z倦降低消了悄10d混B售μ古V逐，遮在断SW5.鼠9穴～刊6.2MH康z终降低错了以20d针B般μ鹅V肢，但碗在督VHF7谎0锯～楚108MH趋z境内抑制效果新不理想，潜其骚扰特性毅仍超视过肚GB186惠5斜5匀零部件传导循无线电骚汪扰朗1平级峰值限值取。沙具乒2顺．闻X2YEM串I闪滤波声器纠+乏电感滤波器裤的暖风电动改机的传导无贝线电骚扰劫试验结果（洒峰值检波器血）划浊义从盛图刃1勒0喘可看出，在由暖风电动机射的电源端接节入一放只嫌X2YEM伯I覆滤波器和电震感滤波器后乌，与技图庄2江相比较，抑抹制效果相当厚理想，假在漏MW0.5肚3燃～务2.0MH徒z棵降低窄了语10d笔B调μ苗V舟，围在鱼SW5.辈9棋～期6.2MH灾z顿降低处了式25d谅B付μ体V甩，及在隐VHF3命0圾～令54MH罗z胁降低显了肤30d蜻B铺μ响V掌，壁在郊VHF7充0剪～着108MH钥z后降低昆了寸35d圈B驻μ枝V免，其骚扰特屋性完全满野足熄GB186让5禁5东零部件传导砌无线电骚痰扰钱1充级峰值限值裙的要求。猪储状3瓣．朋X2YEM器I偷滤波器的暖恭风电动机的思辐射无线电梦骚扰试验结尺果（峰值检努波器）沿漫源从称图习1虹1筋可看出，在拆暖绝风电动机的壤电源端接入聚一荡只翻X2YEM此I烫滤波器后，瘦与孟图留3闸相比较，简在印MW0.5条3权～详2.0MH档z阁略有改善，挥在报SW5.画9莫～胳6.2MH近z罢降低膨了苹15d狼B票（适μ伸V/传m真），但泪在秃VHF3序0叮～瘦1000M澡H耽z颗内抑制效果扁不理想，其邻骚扰仍超弦过辟GB186财5珍5粘零部件宽带起辐射无线电监骚讨扰床1浆级标准限值剂。敢检纸4激．刚X2YEM宵I肯滤波柏器再+梳电感滤波器约的暖风电动基机的暑辐射无线电凉骚扰试验结烦果（峰值检柳波器）动凡莫从谦图财1兰2洽可看出，在久暖风电动机稿的电源端接够入一盗只愧X2YEM隐I辰滤波器和电座感滤波器后酬，与军图亲3懂相比较，抑很制效果相当慰理想，骚扰泳完全满女足女GB186饿5肯5刚零部件宽带擦辐射无线电安骚器扰斑1扒级标准限值拿的要求。祝狗假四、结论呼维粒对比上述试熔验结果，得继出咏表粪1妖暖风电动机岛电源线的传牢导无线电骚邪扰（峰值检缺波器）对比状结果和汽表弄2脉暖风电动机差宽带辐射无脂线电骚扰（剥峰值检波器蹄）对比结果谨。从中看出避，在暖风电拨动机电源端碌接苦入枕X2YEM科I余滤波器后，尼对暖风电动炮机的辐射无袋线电骚扰和狡传导无线电览骚扰有一定麻的抑制效果窑，但不太理嘱想，仍超富出誓GB186爆5产5李所规定侍的访1挥级辐射无线云电骚扰限值手（峰值检波蕉器）。而在鸟暖风电动机坝电源端接唤入斜X2YEM宴I析滤波器和电厘感滤波器后稠，较皮好地抑制了停暖风电动机恶