關(guān)于動(dòng)車控制器電磁干擾性問題探討

張光娜

（吉林工程技術(shù)師范學(xué)院，吉林 長春 130000）

現(xiàn)在人們對出行時(shí)間和速度要求越來越高，但在近現(xiàn)代的動(dòng)力集中動(dòng)車組中，它們只是運(yùn)載貨物，在我國時(shí)速高達(dá)200 km/h或以上，高速運(yùn)行的軌道客車成為動(dòng)車組，我國最具有代表性的是CRH和諧號(hào)的列車。動(dòng)車根據(jù)運(yùn)行的方式，可以分為兩類，廣義定義是根據(jù)其作用和動(dòng)力來源提出的，從這個(gè)角度講，現(xiàn)代社會(huì)的運(yùn)營火車大部分滿足動(dòng)車的條件。根據(jù)動(dòng)車的速度和標(biāo)識(shí)來狹義的定義動(dòng)車組的概念，時(shí)速200 km/h以上的CRH和諧號(hào)列車成為“動(dòng)車組”。

在交通運(yùn)輸業(yè)高度發(fā)展的幾天，雖然在不斷地進(jìn)步發(fā)展，但依然面臨著高速化、自動(dòng)控制化的改革發(fā)展。鐵路可不斷地樹立新的里程碑，技術(shù)上不斷突破，走出了國門成為了今天國家發(fā)展的一張名片，時(shí)值今日已經(jīng)經(jīng)過了六次提速，在實(shí)踐中又實(shí)現(xiàn)了300 km/h的穩(wěn)定運(yùn)行速度；在自動(dòng)化上實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程導(dǎo)航，網(wǎng)絡(luò)信息安全控制、娛樂設(shè)施、舒適安全度、電動(dòng)牽引等技術(shù)；在車內(nèi)環(huán)境上實(shí)現(xiàn)了環(huán)保、便捷、干凈和舒適性。

隨著一切有利因素出現(xiàn)，在自動(dòng)化、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)高速發(fā)展的今天，電子電氣設(shè)備手機(jī)、電腦、可攜帶的平板電腦、各種電動(dòng)控制的發(fā)動(dòng)機(jī)等，在一列高速動(dòng)車的研制過程中，所用到的電子電氣設(shè)備就達(dá)到幾千種，甚至上萬種，與之而來的各種電氣設(shè)備之間的干擾問題也接踵而來，尤其在高速運(yùn)行的動(dòng)車組當(dāng)中，設(shè)計(jì)到廣大人民的切身安全利益，更不能忽視，一套有自動(dòng)化控制的新型動(dòng)車組也帶來了一個(gè)新的不可避免的問題——電磁兼容問題。

電磁干擾問題不是一個(gè)新的話題，但一直是困擾自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展的瓶頸，動(dòng)車組和外界電子設(shè)備等相互不干涉且動(dòng)車組本身不存在電磁干擾。但事實(shí)上，電磁干擾始終是一個(gè)客觀存在的問題，無法消除，無法避免，只能盡可能地降低電磁干擾，使其不影響動(dòng)車的正常運(yùn)行，也不至于對外界產(chǎn)生很大的干擾。

從1958年我國的動(dòng)車技術(shù)發(fā)生了飛速地發(fā)展。從20世紀(jì)80年代到21世紀(jì)不斷地嘗試“引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)，聯(lián)合設(shè)計(jì)生產(chǎn)，打造中國品牌”。但是和世界先進(jìn)國家的動(dòng)車組來比還存在一定的差距。主要來自于動(dòng)車組采用的自動(dòng)化技術(shù)和穩(wěn)定性性能指標(biāo)等方面。高速動(dòng)車組的電磁兼容性研究已經(jīng)取得一定的成果。動(dòng)車組的電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)反映了一個(gè)國家或地區(qū)動(dòng)車組電磁兼容的發(fā)展現(xiàn)狀和技術(shù)，標(biāo)準(zhǔn)還可以反映軌道交通產(chǎn)品以及系統(tǒng)的電磁發(fā)射與抗擾度要求。

研究高速動(dòng)車的電磁干擾問題，首先要研究高速動(dòng)車組門控系統(tǒng)機(jī)械結(jié)構(gòu)的組成及工作原理，電路結(jié)構(gòu)重點(diǎn)電路、電機(jī)的工作原理。高速動(dòng)車組內(nèi)部有各種電力電子器件、系統(tǒng)等，系統(tǒng)之間會(huì)有各種電磁干擾，這些干擾會(huì)影響自動(dòng)門控制系統(tǒng)，影響其正常工作。對于動(dòng)車組外部的電力電子設(shè)備、無線通訊信號(hào)、閃電雷電等也會(huì)有電磁干擾問題，會(huì)通過輻射偶合到門控系統(tǒng)，都會(huì)產(chǎn)生不利影響。

要解決電磁干擾問題，必須先找到干擾源，確定自動(dòng)門控制系統(tǒng)的電磁環(huán)境，如電磁干擾源、傳輸通道和敏感設(shè)備。具體情況具體分析，抑制電磁干擾。

采用混沌控制和混沌反控制的方法解決電機(jī)的電磁干擾問題。軌道客車自動(dòng)門控制系統(tǒng)電機(jī)的電磁兼容性，電磁干擾是由于電磁干擾源通過一定的傳輸路徑到達(dá)敏感設(shè)備，從而影響敏感器件。要抑制電磁干擾首先確定干擾源，任何包含有源電子器件的產(chǎn)品都會(huì)產(chǎn)生干擾，對干擾源的抑制可以從源頭上解決問題；另外，干擾源通常比較復(fù)雜，難以完全抑制，就必須改變其傳輸路徑或者將其吸收掉；敏感源的防護(hù)是EMC設(shè)計(jì)的最后目標(biāo)，降低其敏感性，進(jìn)行屏蔽等都是有效措施。對于電磁干擾的抑制與防護(hù)，電路設(shè)計(jì)，屏蔽、濾波、接地等都是重要的研究課題，另外電磁干擾源預(yù)測這一課題也是經(jīng)久不衰。

應(yīng)用混沌理論研究自動(dòng)門控制系統(tǒng)電源的電磁干擾及兼容性，以降壓變換器為研究對象，建立其離散數(shù)學(xué)模型，對其某些參數(shù)進(jìn)行改變，是該電路運(yùn)行在混沌狀態(tài)，應(yīng)用MATLAB軟件仿真電磁干擾圖像。混沌是確定性系統(tǒng)內(nèi)部廣泛存在的一種不確定性，給定初始條件的微小變化，終將對系統(tǒng)產(chǎn)生很大影響。通過仿真結(jié)果能有效地找到電磁干擾的起始點(diǎn)，協(xié)助減小電磁干擾的問題。