为什么会有电磁干扰_电磁干扰产生的原因

来源:电子发烧友整理 作者:2018年01月18日 15:52
关键词:电磁干扰电磁

电磁干扰(ElectromagneTIc Interference,EMI)是干扰电缆信号并降低信号完好性的电子噪音,EMI通常由电磁辐射发生源如马达和机器产生。电磁干扰是人们早就发现的电磁现象,它几乎和电磁效应的现象同时被发现,1981年英国科学家发表“论干扰”的文章,标志着研究干扰问题的开始。1989年英国邮电部门研究了通信中的干扰问题,使干扰问题的研究开始走向工程化和产业化。

电磁干扰产生原因

我们时常听到说电磁干扰,可是电磁干扰到底是怎么产生的呢?其实干扰产生的因素很复杂,干扰有两种模式存在,即共模模式和差模模式,“共模”干扰是指存在于线,包括场感应所引起的传导试验等等,对受试设副和线路来说,它们所感受到的都是共模干扰。

为什么会有电磁干扰_电磁干扰产生的原因

电磁干扰,有传导干扰和辐射干扰两种。传导干扰是指通过导电介质把一个电网络上的信号耦合(干扰)到另一个电网络。辐射干扰是指干扰源通过空司把其信号耦合(干扰)到另一个电网络。在高速PCB及系统设计中,高频信号线、集成电路的引脚、各类接插件等都可能成为具有天线特性的辐射干扰源,能发射电磁波并影响其他系统或本系统内其他子系统的正常工作。所谓“干扰”,电磁兼容指设备受到干扰后性能降低以及对设备产生干扰的干扰源这二层意思。

电磁干扰源

电磁干扰源分为自然界和人为两种。自然界的电磁干扰主要是雷击产生的大气噪声( 《10MHz)和宇宙射线、太阳射线引起的大气噪声( 》10MHz) 。人为电磁干扰源分为有意和无意两种,前者是指那些必须发射电磁波的电子设备,如调频波、调幅波、电视、广播发射机以及雷达和移动无线通讯机等;后者是指那些工作时产生无用的电磁干扰信号的电子设备,如计算机设备、继电器、开关、荧光照明灯、电弧焊机以及点火装置等。容易受到电磁干扰影响的电子装置有通讯接收机(收音机、电视机等) 、雷达、导航设备、计算机等,特别是这些电子装置中的电源,对电磁干扰更是十分敏感。

为什么会有电磁干扰_电磁干扰产生的原因

汽车的电磁干扰原因

汽车上,电磁干扰主要来自以下几方面:

(1)在电器系统工作过程中,当电器的开关接通或断开、负载的电流和电压变化以及磁场发生变化时,都容易产生高频干扰信号。

(2)电感性负载在切换时,在电路中产生高频振荡,振荡的峰值电压可以达到200V左右,特别是绝缘性能不良的点火线圈、分缸高压线会产生高电压、强磁场。任何因素激发出的振荡都会通过导线等以电磁波的形式发射出去,势必对其他电子设备产生电磁干扰。

(3)各个电子系统的工作制式不同,它们之间会以不同的方式彼此干扰。

消除电磁干扰方法

(1)利用屏蔽技术减少电磁干扰。为有效的抑制电磁波的辐射和传导及高次谐波引发的噪声电流, 在用变频器驱动的电梯电动机电缆必须采用屏蔽电缆,屏蔽层的电导至少为每相导线芯的电导线的 1/10,且屏蔽层应可靠接地。控制电缆最好使用屏蔽电缆;模拟信号的传输线应使用双屏蔽的双绞线;不同的模拟 信号线应该独立走线,有各自的屏蔽层。以减少线间的耦合,不要把不同的模拟信号置于同 一公共返回线内;低压数字信号线最好使用双屏蔽的双绞线,也可以使用单屏蔽的双绞线。模拟信号和数字信号的传输电缆,应该分别屏蔽和走线应使用短 。

(2)利用接地技术消除电磁干扰。要确保电梯控制柜中的所有设备接地良好,而粗的接地线.连接到电源进线接地点(PE)或接地母排上。特别重要的是,连接到变频器的任何电子控制设备都要与其共地,共地时也应使用短和粗的导线。同时电机电缆的地线应直 接接地或连接到变频器的接地端子(PE)。上述接地电阻值应符合相关标准要求。

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(3)利用布线技术改善电磁干扰。电动机电缆应独立于其它电缆走线,同时应避免电机电缆与其它电缆长距离平行走线,以减少变频器输出电压快速变化而产生的电磁干扰; 控制电缆和电源电缆交叉时,应尽可能使它们按 90°角交叉,同时必须用合适的线夹将电机电缆和控制电缆的屏蔽层固定到安装板上。

(4)利用滤波技术降低电磁干扰。利用进线电抗器用于降低由变频器产生的谐波,同时也可用于增加电源阻抗,并帮助吸收附近设备投入工作时产生的浪涌电压和主电源的尖峰电压。进线电抗器串接在电源和变频器功率输入端之间。当对主电源电网的情况不了解时,最好加进线电抗器。在上述电路中还可以使用低通频滤波器(FIR 下同),FIR 滤波器应串接在 进线电抗器和变频器之间。对噪声敏感的环境中运行的电梯变频器, 采用 FIR 滤波器可以有效减小来自变频器传导中的辐射干扰。

(5)照明线干扰、电机反馈的干扰过大、系统电源线受干扰的现场,通过以上各种接地无法消除通讯干扰,可以使用磁环对干扰进行抑制,按以下方法顺序进行增加磁环,通讯恢复正常为止:

1、如照明的两根电源线同时断开如通讯恢复正常,请在控制柜下照明的两线上增加一磁环,缠绕3 圈(孔径20到30,厚10,长20左右的磁环)。如断开照明线并无效果说明照明线并不干扰通讯,不作处理。

为什么会有电磁干扰_电磁干扰产生的原因

2、在通讯线C+、C-上从主板出线处增加一磁环,缠绕一圈。注意只能缠绕一圈,多缠后轿厢通讯显示会变好但轿厢传来的有效信号大部分滤掉,造成轿厢内选登记不上。

3、在主板输出给轿厢、呼梯的24V电源和0V地线上增加一磁环缠绕2到3圈。

4、在运行接触器与电机之间三相线各加一磁环缠绕一圈 。 经过以上方法增加磁环后能处理现场的电源、电机、照明干扰。

(6) 磁环材料的选择: 根据干扰信号的频率特点可以选用镍锌铁氧体或锰锌铁氧体,以选用镍锌铁氧体或锰锌铁氧体, 前者的高频特性优于后者。锰锌铁氧体的磁导率在几千---上万,而镍锌铁氧体为几百---上千。铁氧体的磁导率越高,其低频时的阻抗越大,高频时的阻抗越小。所以,在抑制高频干扰时,宜选用镍锌铁氧体;反之则用锰锌铁氧体。 或在同一束电缆上同时套上锰锌和镍锌铁氧体,这样可以抑制的干扰频段较宽。磁环的尺寸选择: 磁环的内外径差值越大,纵向高度越大,其阻抗也就越大,但磁环内径一定要紧包电缆,避免漏磁。 磁环的安装位置: 磁环的安装位置应该尽量靠近干扰源,即应紧靠电缆的进出口。

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