2014年中考冲刺综合复习指导北京地区试题广东地区试题江苏地区试题
对于由小型永磁直流电机驱动的各类产品，通常只有EMI的问题。EMI可分为传导干扰和辐射干扰：传导干扰是指干扰能量沿着电缆以干扰电压的形式传播；辐射干扰是指干扰能量以电磁波的形式通过空间将其信号藕合(干扰)到另一个电网络。 同温同压下tap 完全饲养为限制永磁电机的EMI，必须搞清干扰源才能有效对电磁干扰加以抑制。在由永磁直流电机驱动的各种工业产品中，EMI的来源主要包括: L1电机的火花
火花使换向区域附近的空气介质电离，在空气中形成带电粒子，形成电磁干扰; L2非线性器件可控硅、整流二极管以及晶体管开关的导通和截止的工作特性会产生高频谐波干扰; 1.3电机的磁路
过于饱和的磁路也会产生较大的电磁干扰。
在产品中加装滤波器以及采用各种屏蔽手段可以有效地抑制EMI，但从根源上消除干扰源的干扰同样重要。在上述各干扰源中，直流电机在换向过程中产生的火花，由于其成因复杂，在实际应用中常常难以
控制。表面上，电机生产过程中的各种不良工艺都会加剧运行中的火花，必须加以控制，如换向器表面的精车水平包括圆度、跳动、光洁度，转子的动平衡水平，此外，弹簧的压力以及碳刷的材质都会对火花的大小产生极大的影响。理论上，火花产生的根源是换向中产生的各种电动势，包括电抗电势及变压器电势，换向片上的片间电压以及转子上的电枢反应等。这其中，电抗电势是最主要的。 换向时，电枢电流在极短的时间内变换方向，线圈电流的换向过程由图1简示。
日程管理2抑制电抗电势的方法
由上述分析可知，抑制永磁直流电机EMI的根本在于有效地削弱换向过程产生的电抗电势。当然，前提是必须保证电机生产工艺及电机在产品中装配的稳定性。这里仅限从理论上探究抑制电抗电势的方法。
根据(1)，削弱电抗电势的手段包括调整定转子线圈匝数比或依靠增加换向片数来减少每线圈匝数以减小电感，或适当加大碳刷宽度以增加换向周期，另外，增大碳刷的电阻率亦可减小电抗电势对换向的阻碍。
但是，在工程实际中，上述条件只能非常有限的被满足。比如，匝数比太大会造成磁路过度饱和，反而会恶化EM1；同时过高的定子槽满率不仅会降低电机的过载能力，也会影响生产效率；又如，受限
于生产工艺水平，换向片数也无法太大。至于碳刷电阻率，受发热限制，亦无法无限度提高。所以，设法在换向过程中产生一个与电抗电势反向的电动势将其抵消将是抑制火花和EMI的最有效的方法。众所周知，直流电机在磁极间加装换向极可以产生与电抗电势相反的电势，但小
型直流电机受空间所限，不便加装换向极，所以，绝大多数设计都采用逆电机转向偏移碳刷位置的方法来达到与加装换向极相同的效果[zJ。与偏移碳刷位置效果相同、精度更高、被现代生产实践应用更广泛的手段是，在转子绕线的过程中直接产生磁场借偏。虽然国际国内各大电机制造公司及研究机构对电机的转子借偏角的定义不尽相同，但事实上却有同样的理论基础，这里不加赘述。
图3及图4分别表示了转子在借偏前后的电流分布:
借偏有其特定的方向性，即对于已经制造完毕的有借偏的转子，其借偏的作用只对电机在某单方向有效，换言之，若转向相反，则该借偏会恶化换向及EMI。其原理在于借偏角的方向必须与电机的转向一致，才可保证换向过程由借偏产生的电动势与电抗电动势向反。借偏角度亦不可过大。由于借偏相当于减小了转子的有效匝数，过大的借偏角度需要更多的线圈匝数来弥补，过多的用铜(铝)势必增加损耗，降低效率；同时，过大的借偏有时反而不利于电抗电动势的抵消。在工程实际中，必须在火花抑制和电机性能中寻最佳的平衡点，不可偏废。必须指出，电机同其它工业产品一样，其最终的性能绝不仅仅决定于电磁设计和
机械结构设计水平。事实上，制造水平及工艺稳定性是保证好的电机设计的根本。以下举两例说明工艺对EMI的影响：例1换向器的精车水平。
若生产厂家的换向器精车水平不足，造成成品电机转子换向器表面的圆度及跳动不良，则电机在高速运行中，碳刷与换向器表面不能保持良好的接触，时断时合，在断开的瞬间，电流被试图强制归零，这会造成很大的电抗电势，产生火花进而恶化EMI。
例2永磁体的充磁。
理想状态下，充磁后的两极应具有相同的磁场分布川，且以磁极中心线为界，两侧的磁场应具有单一的磁性。若充磁过程中，由于充磁工装的原因造成磁场分布混乱，如图5所示。
则会严重影响EMI，且不易被发现。以图5为例.两磁极在靠近中性线的位置处均有与该磁极极性相反的一段反波.仔细分析借偏的原理可知，该反波事实上相当于一个与正常换向极
作用相反的附加磁极，当其被转子换向线圈切割时，产生的电动势与电抗电动势同向，也就是会恶化换向；当其分布角度超过借偏角度时，会完全抹杀借偏的作用。
风速辅助
抑制换向时产生的电抗电势对于小型直流电机EMI的抑制十分关键。在影响小型直流电机EMI的各项因素中，火花的控制历来是难度较大的工作。具体到工程实践，设计上必须完美平衡电机的换向和性
能，工艺上必须保证应有的水平与稳定，才可以做出满足各个强制性认证的合格的工业产品。测试探针
马达EMC的解决方法
解决电磁兼容的手段无非是电容、电感、电源滤波器和接地。
电容通过向噪声源的公共端提供一条阻抗很低的通路来将电压尖峰旁路掉。尖峰电压主要是由马达电刷产生的。电容可以接在马达的每根引线与地之间，也可以接在两根引线之间。如果尖峰噪声是共模的，则跨接在引线之间的电容几乎没有什么效果。但是这种由电刷产生的随机噪声通常是差模的。尽管这样，在电刷与地之间接入电容会有很大效果。电容安装什么位置或怎样连接主要取决于所面临的噪声的种类。电压尖峰是由电刷与换向片触点的断开产生的。
电源线滤波器：在许多产品中，电源线滤波器都必要的。电源线滤波器安装正确时，是一种简捷的解决干扰的方法。电源线滤波器保证了电网免受产品内部噪声的污染。但是，与其它滤波器件一样，使用电源线滤波器的关键点也是保证连接到噪声源公共端的导线尽量短。电源线滤波器中有可以滤除差模和共模噪声的电感和电容。这种滤波器是滤除电源线干扰的简单而又经济的方法。电源线滤波器要安装在电源线入口处。在有些产品中，滤波器安装在产品的中部，这会使产品内部产生的辐射干扰耦合到电源输入端，使滤波器完全失效。两线电器上，滤波器的性能不如在三线电器上好。滤波器有两种滤波机理，这就是串联和旁路。电感器件：减小噪声的另一个方法是在电刷上直接放置一个电感器
件。电感的作用是防止当电刷通过换向片间隙时流进电刷电流的突然变化。电感的电感量大约为10～25μH。串联在电路中的扼流圈可以和到地的旁路电容组合起来构成一个低通滤波器，这可以增强单个电感或电容的滤波效果。
接地：接地也是很重要的一个方法。滤波器如果不接好地，就达不到设计的性能。对于旁路电容，如果接地阻抗过大，就起不到良好的旁路作用。地线是消除噪声的路径。如果使用了性能良好的滤波器件，但是没有提供良好接地路径，器件的滤波效果将大打折扣。
马达，特别是带电刷的马达，会产生大量的噪声。电器要满足电磁兼容标准的要求，必须对这些噪声进行处理。解决这些问题的最好时机是在产品的设计阶段，而不是产品开发周期最终阶段。许多试验是可以在产品装入最终机壳之前进行的。设计人员要注意，导线束的状态必须与最终产品中的导线束状态很接近。对地线的处理十分重要。如果没有良好的地线，滤波器和其它电磁兼容器件都不能有效地工作。另外，建议对实际电路做一个简单的分析，包括马达绕组，以便了解个别滤波器件是怎样影响噪声的。这并不需要复杂的计算机辅助分析，只要了解阻抗与滤波器件之间的简单关系就可以了。
