车载箱式电站EMC问题的解决途径

江苏道康发电机组有限公司 刘伟东

本文主要论述了车载箱式电站电磁兼容性的解决途径。随着科学技术的高速发展，电磁干扰在车载箱式电站设备中的危害变大。电磁干扰的主要传播路径为电场辐射干扰和电源线传导干扰，通过对产品的不断创新、改进、试验总结了行之有效的车载箱式电站电磁兼容解决途径。从干扰的根源出发，破坏干扰源与被干扰物之间的电磁传播路径，有效抑制设备中电磁干扰问题。

引言：科学技术的不断创新带动了车载通信技术、车载雷达的飞速发展。高性能车载电子设备功能的多样化、结构的复杂化、功率的加大和频率的提高，极大地提高了车载系统的通信指挥能力，但与此同时整车通信系统对车载箱式电站的电磁兼容性（EMC）问题也日益突出。

电磁兼容性(EMC)是指设备或系统在其电磁环境中符合要求运行并不对其环境中的任何设备产生无法忍受的电磁干扰的能力。EMC包括两个方面的要求:一方面是指设备在正常运行过程中不会对此环境中任何其它设备产生强烈电磁干扰；另一方面是指设备对所在环境中存在的电磁干扰具有一定程度的抗扰度。

1.电磁干扰的危害及传导

电磁干扰在车载电站设备中造成危害有以下三点：

（1）强度高的电磁干扰会导致灵敏电子器件失效；

（2）会使主要控制元件功能、控制失效；

（3）会出现设备主要信息传递出错，动作失效，工作异常、性能下降等。

电磁干扰问题主要传播方式为电场辐射干扰和电源线传导干扰。辐射是由外壳的缝隙、槽、孔或其它缺口泄露出去；传导则由耦合到电源、信号、控制线上离开外壳，在开放的空气中自由辐射，从而产生干扰。为了防止电磁干扰带来的危害，一般可以采取切断、抑制干扰的耦合通道措施，降低自身对外界的电磁干扰，提升自身抵御外界电磁干扰的能力，破坏干扰源与被干扰物之间的电磁传播路径。

2.车载箱式电站的电磁兼容解决途径

车载箱式电站作为车载设备的主要电源，它向车内设备供电，其电磁兼容性能对车内设备的正常工作状态有着直接和重要的影响。通过对车载箱式电站电磁兼容性设计研究，实际改进及对比分析，总结了有关车载箱式电站电磁兼容性设计的几点解决途径。

车载箱式电站箱体与底盘、进排风百叶窗、维修门之间的连接关系及屏蔽处理方式如图1所示，经过处理后的电站外壳形成一个有效的屏蔽整体，降低了电场辐射干扰。

2.1 箱体的电磁屏蔽处理方法

箱体整体屏蔽是处理电磁干扰的有效途径。箱体采用整板2.5mm钢板折弯制作，减少焊接焊缝，对接焊缝处进行双面连续满焊处理，对接处无间隙，处理后箱体为一个整体增加了屏蔽效果。箱体上进排风口百叶装置与箱体之间，电源接口盒与箱体之间都会有一定的缝隙，这些缝隙与孔洞会造成电磁能量的泄露，屏蔽效率也会降低。在两者之间增加导电金属衬垫即减少了设备间的连接缝隙，使辐射不会散发出去，又增加了箱体的整体屏蔽效果。进、排风百叶窗口内侧增加导电多孔金属网，安装于百叶窗内侧减少磁场辐射干扰，增强箱体屏蔽效果。

图1 车载箱式电站箱

2.2 箱体维修门的电磁屏蔽处理方法

箱体维修门是要经常开关的地方，门与门框之间存在一定的缝隙，是电磁辐射传播的路径。因此在箱体的门框与维修门的结合处安装导电金属屏蔽衬垫，屏蔽衬垫由金属丝网包裹着橡胶条组成，橡胶密封条安装在门框上的防水密封板上，维修门关上后，门的四条边就压紧在门框金属橡胶衬垫上。由于金属衬垫的导电作用，使维修门与箱体形成一个有效的导电整体，从而起到屏蔽的作用。

2.3 箱体与底盘间的电磁屏蔽处理方法

箱体与底盘间连接存在一定的缝隙，这些缝隙也是电磁泄露的途径。底盘与箱体接触面采取导电氧化处理，底盘与箱体之间的连接增加导电衬垫，用于填补空隙并提供连续低阻抗接点，使底盘与箱体之间成为一个连续导电体。衬垫可以在两个导体之间提供一种灵活的连接，使一个导体上的电流传至另一个导体。

2.4 控制屏的电磁屏蔽处理方法

控制屏内装有电子元器件，有效的屏蔽是电子元器件正常工作的条件。首先将控制屏上接地铜螺栓与电站箱体接地点有效连接；其次控制屏上的仪表、控制器与面板间安装金属衬垫；输入输出信号选用军用级航空连接器，连接器与控制屏安装孔中间增加导电金属垫片。军用级连接器具有较强的抗干扰能力，金属衬垫具有较强的导电能力，两者共同作用使控制屏形成一个导电整体，有效的抑制了电磁辐射及电源传导对控制屏内电子元件的干扰。

2.5 箱体内易被干扰信号的屏蔽处理方法

传导干扰主要路径是通过电站的电源线进行传输。在电站电源输出端加装电源滤波器，是减少传导干扰的主要途径。选用电源滤波器的目的是抑制电磁噪声，功能就是通过在电源线中接入电源滤波器，得到一个特定频率的电源信号，或消除一个特定频率的电源信号。注意电源滤波器在安装连接线路上避免引起谐振效应。

发动机上安装有水温、油温、油压、转速传感器等，他们为电站自动化控制提供参数信息。水温、油温、油压传感器一般为电阻型抗干扰能力强，转速传感器抗干扰能力弱，干扰出现时会导致误动作，需进行屏蔽处理。转速传感器选用带电磁屏蔽功能型的，同时转速传感器传输线选用双绞屏蔽线增强抗干扰能力。

电站内的其它连接导线优化布线，减少引线电感的产生，切断空间辐射。未采用屏蔽电缆的连接导线采用防波套管处理，提高抗电磁干扰的能力。

2.6 电站接地处理

电磁兼容产生的干扰必须通过电缆接地方式疏通到大地，才能达到对干扰处理的目的。若没有良好的接地，干扰信号仍会由于累积效应向外辐射，因此合理有效的接地处理措施是消除电磁干扰的必要途径。

电站中传感器公共接地与蓄电池负极分离，必须单独与发动机外壳相连接，防止干扰。发动机与发电机连接成一个整体后，与电站壳体采取单点接地，控制屏与电站壳体也采取单点接地。箱体外壳设有与车载平台对接的接地点，通过车载平台使之与大地保持有效连接。接地导线须选用电阻小的材料，并尽可能短；接地点之间的电缆需拉直；接触面必须保持接触良好，无任何绝缘涂层。

3.结束语

电磁兼容是车载箱式电站可靠运行中不可忽视的问题，随着电子产品的广泛运用，这个问题尤为突出。通过对产品的不断改进、创新、试验验证总结了一套行之有效的车载箱式电站电磁兼容解决途径。

引文：梁振光，唐仁远，电机的电磁兼容问题。