某車型空調鼓風機EMC性能提升

朱俊峰，曹皇親，楊菲菲

（安徽江淮汽車集團股份有限公司技術中心，安徽 合肥 230601）

某車型空調鼓風機EMC性能提升

朱俊峰，曹皇親，楊菲菲

（安徽江淮汽車集團股份有限公司技術中心，安徽 合肥 230601）

文章主要針對某車型空調系統(tǒng)鼓風機電磁兼容性不理想問題，提出一種改進空調系統(tǒng)鼓風機電磁兼容性能方案，在現(xiàn)有電機工作回路的基礎上進行優(yōu)化，增加接地電容，提升電容的電壓值，縮短電容的引腳等方面，并通過試驗對比驗證電路優(yōu)化后確實可以提升某車型空調系統(tǒng)鼓風機電磁兼容性能，可有效避免對運行的電器件和人員造成干擾、影響和危害，提升了電氣系統(tǒng)的可靠性，減少客戶抱怨，滿足用戶需求。

鼓風機；電磁兼容；電容

前言

當今的汽車，應用電子技術的程度已成為提升汽車技術水平的重要標志。就當前情況而言，汽車上70%的創(chuàng)新來源于汽車電子。汽車在正常使用過程中，汽車電子部件工作（如點火系統(tǒng)等）會對我們生活中的電視機、收音設備、通信等產(chǎn)生電磁干擾，使其信號變差等。同時大自然的一些電磁現(xiàn)象、我們使用的通信設備發(fā)射塔等也會對車載接收設備產(chǎn)生不同程度的影響。

本文從某車型空調系統(tǒng)鼓風機電磁兼容性不理想問題出發(fā)，提出一種改進空調系統(tǒng)鼓風機電磁兼容性能方案，在現(xiàn)有電機工作回路的基礎上進行優(yōu)化，增加接地電容，提升電容的電壓值，縮短電容的引腳等方便，并通過試驗對比驗證電容優(yōu)化后確實可以提升某車型空調系統(tǒng)鼓風機抗電磁干擾性能，可有效避免對運行的電器件和人員造成干擾、影響和危害，提升了電氣系統(tǒng)的可靠性，減少客戶抱怨，滿足用戶需求。

1 現(xiàn)狀

2016年6月，根據(jù)Q/JQ 3627零部件電磁兼容技術條件，對該車型鼓風機輻射發(fā)射、電源線傳導發(fā)射、瞬態(tài)傳導發(fā)射等項目進行測試，結果電源線傳導發(fā)射等項目在部分頻段產(chǎn)生峰值超標現(xiàn)象。面對試驗項目反饋的問題聯(lián)合空調廠家、鼓風機廠家進行分析整改，對鼓風機的工作回路進行優(yōu)化，從而避免鼓風電機和其他電器件之間以電磁傳導、電磁感應和電磁輻射三種方式相互影響，對運行的電器件及人員造成干擾、影響和危害，提升了電氣系統(tǒng)的可靠性和安全性，滿足客戶需求，提高產(chǎn)品品質。

2 鼓風機結構和工作控制

2.1 鼓風機結構

該車型鼓風機主要包括定子部件、電樞部件和刷板部件三大基本部分組成，具體構成如圖1所示，定子在有刷直流電機是電機中靜止不動的部分。主要由磁極（磁鋼）、機殼、端蓋等部件組成。主要作用：1、產(chǎn)生磁場 2、對電樞起支撐作用。電樞（轉子）的組成：主要由電樞鐵心、電樞繞組、換向器、電樞軸、絕緣層等組成，它是直流永磁電機中最重要的部件之一。 刷板部件的組成：主要由刷板體、刷盒（有些刷板的刷盒與板體是一體結構的）、電刷、電刷彈簧（或扭簧）、連接導線、接插件、支撐固定零件等組成。

圖1 鼓風機結構

2.2 鼓風機工作原理

與電刷A接觸的導體永遠位于 N極下，同樣，和電刷B接觸的導體永遠位于S極下。因此，電刷A始終有正極性，電刷B始終有負極性，所以能保證導體在某個角度時電流方向的一致性；這樣載流導體ab和cd受到電磁力的作用方向可由左手定則判定，它們產(chǎn)生的轉矩使得轉子逆時針轉動。如果電樞上線圈數(shù)增多，并按照一定的規(guī)律把它們連接起來,就形成了一個連續(xù)的運轉系統(tǒng)。

圖2 鼓風機工作原理

2.3 鼓風機工作線路圖

優(yōu)化后鼓風機工作線路圖如圖2所示，本文以現(xiàn)有車型電路為基礎上，1、增加兩個2uh電感配合濾波電容進行濾波；2、將負極直接接地進行濾波；3、增加2.2μF電容，474nF電容更換為684nF電容，4、縮短電容引腳；5、增大電容的電壓值至100V；6、多點接地，增加接地電容。從而提高鼓風機的電磁兼容性能。

圖3 鼓風機工作電路圖

3 電磁兼容試驗

3.1 試驗條件

測試布置圖如圖四所示：

圖4 測試布置圖

測試臺：

1）測試臺表面應覆蓋由導體構成的接地平板。

2）接地平板應采用厚度≥0.5mm 的銅板或者鍍鋅鋼板，接地平板的最小寬度≥1000mm，最小的長度≥2000mm。如無特殊規(guī)定，接地平板超出測試系統(tǒng)邊緣長度≥200mm。

3）接地平板的高度為（900±100）mm。

4）接地平板與ALSE 的地要求良好搭鐵，且直流電阻≤2.5mΩ，接地平面與實驗室的地間的搭鐵銅帶之間的距離應＜300mm，同時接地銅帶的最大長寬比應為7: 1。

人工網(wǎng)絡：

人工網(wǎng)絡的等效電路原理如圖5所示。

圖5 等效電路原理

3.2 試驗分析

按照測試布置圖將電源、人工網(wǎng)路、負載模擬器及DTU完成布置，鼓風機正常開啟，測試頻段從150khz至108MHz，接收器檢波器的測量值分別于限值線進行比較，低于限值線合格，高于限值線不合格。原狀態(tài)測量結果如圖6所示：

圖6 原狀態(tài)測量值

原狀態(tài)峰值測量結果：

表1

不合格原因分析：

根據(jù)以上數(shù)據(jù)顯示，在90.65頻率處出現(xiàn)了超標的現(xiàn)象，從電磁干擾濾波元器件的選擇，從以下幾個方面進行整改：

1）電容的選擇：眾所周知，大電容濾低頻電磁干擾，小電容濾高頻電磁干擾，根據(jù)測試數(shù)據(jù)顯示，可以增加電容來進行電磁濾波處理；

2）電容電壓的大小：原電容的電壓為63V，在測試EMC時，有可能鼓風機運行時的瞬間電壓高于電容電壓，導致有時電容濾波不飽滿，因此可以選用電壓值偏大的電容來進行改善；

圖7 優(yōu)化后測量值

3）電容的引腳：電容的引腳過長，會導致電容的引腳與其他元器件之間產(chǎn)生雜波，電流的回路過長電磁波也會增加，因此引腳越短越好；

4）接地：對于EMC改善，接地是很重要的一個步驟，該鼓風機原只有一個接地電容，可能出現(xiàn)接地不良，從而導致 EMC濾波效果一般，因此可以進行多點接地從而保證接地良好，來改善EMC的電磁干擾；

整改后重新安排試驗進行驗證，試驗結果如圖7所示。

優(yōu)化后峰值測量結果：

表2

3.3 試驗結論

由圖6和圖7可以看出，鼓風機工作電路優(yōu)化后的電源線傳導發(fā)射試驗在150kHZ頻段至108MHz頻段測量值均低于限值線，增加電容濾波可明顯的提升鼓風機的電磁兼容性能，干擾情況得到了明顯改善，試驗順利通過。

4 結束語

目前國家對EMC試驗的重視程度越來越高。過去的3C認證試驗中，EMC試驗不是必做的試驗，可是現(xiàn)在則成為強制性的試驗。如果這種干擾超過標準要求的范圍，將很有可能導致其他電器設備的誤動作，從而引發(fā)難以預料的事故。本文針對目前某車型的鼓風機電磁兼容問題提出了一種改進方案，首先介紹了該車型的鼓風機結構以及優(yōu)化后的鼓風機工作電路，同時在現(xiàn)有鼓風機工作原理的基礎上增加電容濾波電路，最后通過原電路和優(yōu)化后電路兩種工作狀態(tài)在150kHZ頻段至108MHz頻段對比，優(yōu)化后鼓風機電路峰值有顯著改善，可以提升該車型的電磁兼容性能，同時為該車型其他電器件在電磁兼容性能方面的后續(xù)研究上指明了方向。

[1] 楊繼深. 電磁兼容技術之產(chǎn)品研發(fā)與認證 [M].北京電子工業(yè)出版社.

[2] 陳立輝. 電磁兼容設計與測試之汽車電子產(chǎn)品.電子工業(yè)出版社.

[3] 成心德. 離心式通風機 [M].化學工業(yè)出版社.

EMC performance improvement of air conditioning blower from a Certain Vehicle

Zhu Junfeng, Cao Huangqin, Yang Feifei
( The Center of Technology of Jianghuai Automobile Co. Ltd. Anhui Hefei 230601 )

In this paper, a model of electromagnetic air conditioning system compatibility is not ideal, and proposes an improved scheme of electromagnetic compatibility performance of blower air conditioning system, optimize the existing motor circuit, increase the grounding capacitance, improve the voltage of the capacitor value, shortening capacitor pin etc.,and through the comparison and verification of the optimized electromagnetic circuit can really enhance the air conditioning system a vehicle blower compatibility, can effectively avoid the interference of electric parts and personnel operation, effect and harm, improve the reliability of the electrical system, reduce customer complaints, to meet customer demand.

Blower; Electromagnetic Compatibility; Capacitance

CLC NO.: U463 Document Code: A Article ID: 1671-7988 (2017)12-126-03

U463 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7988 (2017)12-126-03

10.16638/j.cnki.1671-7988.2017.12.042

朱俊峰，就職于安徽江淮汽車股份有限公司技術中心。