車載箱式電站EMC問題的解決途徑

江蘇道康發電機組有限公司 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。隨著科學技術的高速發展，電磁干擾在車載箱式電站設備中的危害變大。電磁干擾的主要傳播路徑為電場輻射干擾和電源線傳導干擾，通過對產品的不斷創新、改進、試驗總結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，破壞干擾源與被干擾物之間的電磁傳播路徑，有效抑制設備中電磁干擾問題。

引言：科學技術的不斷創新帶動了車載通信技術、車載雷達的飛速發展。高性能車載電子設備功能的多樣化、結構的復雜化、功率的加大和頻率的提高，極大地提高了車載系統的通信指揮能力，但與此同時整車通信系統對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)是指設備或系統在其電磁環境中符合要求運行并不對其環境中的任何設備產生無法忍受的電磁干擾的能力。EMC包括兩個方面的要求:一方面是指設備在正常運行過程中不會對此環境中任何其它設備產生強烈電磁干擾；另一方面是指設備對所在環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

電磁干擾在車載電站設備中造成危害有以下三點：

（1）強度高的電磁干擾會導致靈敏電子器件失效；

（2）會使主要控制元件功能、控制失效；

（3）會出現設備主要信息傳遞出錯，動作失效，工作異常、性能下降等。

電磁干擾問題主要傳播方式為電場輻射干擾和電源線傳導干擾。輻射是由外殼的縫隙、槽、孔或其它缺口泄露出去；傳導則由耦合到電源、信號、控制線上離開外殼，在開放的空氣中自由輻射，從而產生干擾。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備的主要電源，它向車內設備供電，其電磁兼容性能對車內設備的正常工作狀態有著直接和重要的影響。通過對車載箱式電站電磁兼容性設計研究，實際改進及對比分析，總結了有關車載箱式電站電磁兼容性設計的幾點解決途徑。

車載箱式電站箱體與底盤、進排風百葉窗、維修門之間的連接關系及屏蔽處理方式如圖1所示，經過處理后的電站外殼形成一個有效的屏蔽整體，降低了電場輻射干擾。

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，對接焊縫處進行雙面連續滿焊處理，對接處無間隙，處理后箱體為一個整體增加了屏蔽效果。箱體上進排風口百葉裝置與箱體之間，電源接口盒與箱體之間都會有一定的縫隙，這些縫隙與孔洞會造成電磁能量的泄露，屏蔽效率也會降低。在兩者之間增加導電金屬襯墊即減少了設備間的連接縫隙，使輻射不會散發出去，又增加了箱體的整體屏蔽效果。進、排風百葉窗口內側增加導電多孔金屬網，安裝于百葉窗內側減少磁場輻射干擾，增強箱體屏蔽效果。

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

箱體維修門是要經常開關的地方，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合處安裝導電金屬屏蔽襯墊，屏蔽襯墊由金屬絲網包裹著橡膠條組成，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。由于金屬襯墊的導電作用，使維修門與箱體形成一個有效的導電整體，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電氧化處理，底盤與箱體之間的連接增加導電襯墊，用于填補空隙并提供連續低阻抗接點，使底盤與箱體之間成為一個連續導電體。襯墊可以在兩個導體之間提供一種靈活的連接，使一個導體上的電流傳至另一個導體。

2.4 控制屏的電磁屏蔽處理方法

控制屏內裝有電子元器件，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；輸入輸出信號選用軍用級航空連接器，連接器與控制屏安裝孔中間增加導電金屬墊片。軍用級連接器具有較強的抗干擾能力，金屬襯墊具有較強的導電能力，兩者共同作用使控制屏形成一個導電整體，有效的抑制了電磁輻射及電源傳導對控制屏內電子元件的干擾。

2.5 箱體內易被干擾信號的屏蔽處理方法

傳導干擾主要路徑是通過電站的電源線進行傳輸。在電站電源輸出端加裝電源濾波器，是減少傳導干擾的主要途徑。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，得到一個特定頻率的電源信號，或消除一個特定頻率的電源信號。注意電源濾波器在安裝連接線路上避免引起諧振效應。

發動機上安裝有水溫、油溫、油壓、轉速傳感器等，他們為電站自動化控制提供參數信息。水溫、油溫、油壓傳感器一般為電阻型抗干擾能力強，轉速傳感器抗干擾能力弱，干擾出現時會導致誤動作，需進行屏蔽處理。轉速傳感器選用帶電磁屏蔽功能型的，同時轉速傳感器傳輸線選用雙絞屏蔽線增強抗干擾能力。

電站內的其它連接導線優化布線，減少引線電感的產生，切斷空間輻射。未采用屏蔽電纜的連接導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

電磁兼容產生的干擾必須通過電纜接地方式疏通到大地，才能達到對干擾處理的目的。若沒有良好的接地，干擾信號仍會由于累積效應向外輻射，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極分離，必須單獨與發動機外殼相連接，防止干擾。發動機與發電機連接成一個整體后，與電站殼體采取單點接地，控制屏與電站殼體也采取單點接地。箱體外殼設有與車載平臺對接的接地點，通過車載平臺使之與大地保持有效連接。接地導線須選用電阻小的材料，并盡可能短；接地點之間的電纜需拉直；接觸面必須保持接觸良好，無任何絕緣涂層。

3.結束語

電磁兼容是車載箱式電站可靠運行中不可忽視的問題，隨著電子產品的廣泛運用，這個問題尤為突出。通過對產品的不斷改進、創新、試驗驗證總結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，電機的電磁兼容問題。