一種基于發電機電磁干擾的濾波裝置

劉新根

摘 要

伴隨現代社會的發展，在電子設備之間信息交換時，對電磁兼容性越發重視。在發電機的使用過程中，較易產生電磁干擾現象，影響其他相關設備的正常使用，現針對發電機的電磁干擾特性特提出一種發電機電源輸出濾波裝置，來降低發電機所產生的電磁干擾通過線纜傳輸到控制端，影響其他設備使用的問題。

關鍵詞

發動機;電磁干擾;濾波裝置

中圖分類號： P313.1 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼： A

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2020.05.042

0 前言

目前由于電子設備的發展及廣泛應用，造成了復雜的電磁環境，干擾日益嚴重。這就促使電磁兼容 （Electromagnetic Compatibility 簡稱為EMC）技術的出現并迅速發展起來，許多產品都對產品的能否通過EMC試驗有了一定的要求，其中EMC主要分為電磁干擾（EMI）和電磁抗干擾（EMS）兩部分。在實際運用過程中，系統級設備往往會出現存在產生大量干擾的設備，如電機或開關電源等設備，此類設備的產生的干擾可通過制造類法拉第籠的外罩去做屏蔽處理，以阻止此類設備產生的電磁干擾在空間內的輻射傳導，而在電路中，此類設備產生的電磁干擾仍會通過線纜傳導到電路中的其他設備，對電路中的其他設備產生干擾，可能造成器件失靈等危害。

1 濾波裝置的設計思想

發電機是把機械能轉化成電能，在轉換過程中，定子或轉子的線圈通過切割磁力線產生交變電流，隨著不斷的切割磁力線運動，產生電磁感應，勢必會對周圍環境產生一定的電磁輻射，電磁干擾信號也會通過電力輸出線纜傳導出去，對遠處的用電設備產生影響，為消除這種因電纜傳導而產生的電磁干擾，就需對輸出電纜進行濾波處理，解決電磁兼容性問題，在發電機出電纜中加裝一個濾波裝置，對發電機傳導出來電磁干擾信號進行濾波處理。

該濾波裝置整體設計符合電磁屏蔽要求，發電機的輸出電纜通過接插件從一端輸入該裝置，然后經過濾波器進行濾波處理，從濾波裝置的另端輸出，使用的電纜均為屏蔽電纜，使濾波裝置不受外部電磁干擾而對整體設備的電源線傳導敏感度產生影響，也解決了發電機的電磁干擾信號對外界的影響。

2 濾波裝置的結構介紹

發電機輸出線纜濾波裝置由三部分組成，包括濾波器、盒體以及電連接器等組成。盒體為全密封結構的金屬外殼，整體采取電鍍處理，盒蓋與盒身接觸部位設有導電密封條，裝配后整體形成法拉第籠，能有效屏蔽盒體內部的輻射傳導，也可對外部電磁場的輻射傳導起到屏蔽作用，避免外部電磁場輻射傳導到盒體內部，對已經過濾波處理后的內部線纜產生干擾，使導致濾波后線纜依然存在大量干擾信號;盒體內部的濾波器主要起到對發電機輸出線纜來進行濾波的作用，減少發電機輸出線纜中傳導而來的電磁干擾信號;電連接器主要用于內外部的線路的連接，將發電機輸出線纜連接該裝置進行濾波后再通過另一端的電連接器輸出去，采取電連接器形式也可減小受到的外界電磁輻射干擾。同時，在盒體內部的輸入/輸出線纜也做到相互隔離，路徑平行，不交叉，避免出現輸入/輸出產生互相耦合而降低濾波效果。

3 具體實施方式

如圖1所示的一種發電機輸出線纜濾波裝置由三部分組成，包括濾波器、電連接器及屏蔽盒體，其特征在于，所述濾波器3通過螺釘組件4安裝在屏蔽盒體1上，電連接器1安裝于屏蔽盒體2兩端，用相應規格的線纜連接電連接器1與濾波器3，其接線要橫平豎直，做到輸入輸出隔離，避免相互交叉，在電連接器1和濾波器3接線完畢后，將導電橡膠條5要安裝于屏蔽盒體內卡槽處，然后將蓋板6通過沉頭螺釘安裝于屏蔽盒體上。盒體與蓋板之間的縫隙通過導電橡膠條進行密封，使盒體形成密閉的法拉第籠，在外部電磁波傳播時會在卡槽處因不連續面而被反射和吸收，再通過地腳與地面連接放電，達到屏蔽效果，在發電機輸出線纜中加裝本濾波裝置，在經過濾波裝置濾波后，將有效降低發電機輸出的電磁干擾。本濾波裝置降低電磁干擾的原理采用屏蔽、濾波及接地等方法，能夠較好地降低通過線纜傳導的電磁干擾信號。

圖2為某發電機輸出線纜未加裝濾波措施前CE102中頻段30M-200MHz測試數據，由圖上可看出在80MHz左右時，該產品超出限制24dB接近11dB;在加裝濾波裝置措施后，由數據對比可得最大降低約13dB。

4 結論

使用該濾波裝置可對發電機出線纜進行有效的濾波處理，具有良好的電磁屏蔽效果，防止由發電機產生的電磁干擾信號通過傳輸線纜進入其他設備，而造成其他設備器件不能正常工作的后果。也解決了早期產品對電磁兼容性方面考慮不足而導致無法處理線上傳導發射的問題，提高早期產品的的環境適應性和競爭力。

參考文獻

[1]江堅，船載雷達機柜的電磁兼容設計[J].電子機械工程，2001，94（6）：43-45.

[2]邱成悌，趙惇殳，蔣全興.電子設備結構設計原理[M].南京：東南大學出版社，2001.

[3]韓造林，肖娟.插箱的抗干擾設計[J].繼電器，1997，25（5）：56-61.