虽然电磁干扰现象普遍存在,但是电磁干扰却不能完全消除,只能通过措施尽量减少降低电动机对设备、系统工作造成的电磁干扰可采用以下措施。
(1)阻尼。
阻尼可有效地降低和减少瞬变过电压对系统回路中浪涌电压对电动机的干扰。
一般可采用阻尼导线的方式,如导电陛橡胶线、浸碳纤维线、变距电阻绕线、磁性体绕线、双电阻丝绕线和层蔽导线等。
用以上几种导线作为电动机的电源引出线。
此外,阻尼导线还可减少和抑制电刷与换向器之间的火花放电干扰。
(2)滤波。
电动机电刷产生的噪声既有共模和差模两种,解决方法有电容、电感及接地等。
对于共模噪声降低,可将电容器接在电动机的每根引线和地之间,对于差模噪声大都是由电刷与换向器触点断开产生。
下面简单介绍降低干扰的原理及方式。
图2为常用的电动机噪声抑制电路图。
c.为电感成分小的电容器,典型值为100μF(通常为几十至几百μF);c2的典型值为3μF(通常在1μF~47μF之间)。
同时.电容器与噪声源之间的连接长度要尽量短些,以保证有较好的滤波效果。
建泌c,尽量采用穿心电容,因为它对抑制甚高频段的干扰有较好的效果。
这与它的安装位置有很大的关系。
穿心电容接在外壳与电动机座或金属外壳的时候,应做最短的连接;同时还要保证穿心电容的输入线与输出线之间的电磁耦台尽可能小。
在高频下,若要进一步降低电动机的噪声,除了加电容外.还可插入一铁氧体的磁珠.这样可以提高几个dB的抑制效果
此外,在电刷上串联一个电感也是减少噪声的有效方法。
电感能起到防止电刷在通过换向器的间隙时,使流进电刷的电流产生突变的作用,电感大约为10μH~25μH。
串联的电感与旁路电容合在一起就构成一个低通滤波器。
这可以增加单个电感和电容的滤波效果,有利于抑制传导噪声,以便有更宽的滤波频带及更大的滤被效果。
(3)接地。
接地抑制噪声的操作方式很重要如果接地阻抗过大,则起不到良好的噪声旁路作用。
如果电动机外壳做接地端子,则外壳上的油漆必须去掉,以便使导线良好地与地接触,不能单靠连接螺钉的4~5牙螺纹来连接。
(4)屏蔽。
用屏蔽的方式抑制辐射噪声是很有效的。
电动机金属外壳就正好起着屏蔽的作用。
其屏蔽效果与材料的性能、辐射频率、屏蔽壳体上存在的各种不连续的形状和数量有关,如因为铜、铅对电磁场渡具有极大的反射损耗.适宜于作为电动机电刷与换向器之间的火花干扰屏蔽体。
铁和特种高导磁率的铁镍钴台金等导磁眭材料,因其对磁场波具有很大的吸引损耗,因此可用作电动机绕组(或永磁极)的屏蔽壳体。
由于电动机外壳由若干屏蔽体组台而成,因此要求每一条接缝都是电磁密封的,从而使屏蔽体具有良好的屏蔽效果。
由于存在导线进出孔.电动机转轴孔,电动机外壳电磁屏蔽具有不连续性,可在窗孔上用导电橡胶或金属衬垫,电源引出线应通过屏蔽罩壳上的穿心电容与电动机连接,以消除通过窗孔的电磁干扰。
(5)其他措施。
干扰抑制也可以从电动机本身如设计、加工工艺等人手。
因为某些部分的接触不良,电刷的不干净都会产生数倍于正常运转时的干扰情况。
为了抑制干扰,要保持接触部分的接触可靠,开台动作正常,触头的压力要保持均匀;要保持电刷和换向器的干净,保证电刷本身的质量也就是降低表面粗糙度;换向器选用硬态纯铜、锆铜或银镍铜,与之匹配的电刷选用纯石墨、铜石墨或银石墨材质;换向器表面与转子必须进行同轴磨削,电刷应预先加工;装配时为使刷架中心与电动机转子轴中心线垂直相交,调整电刷弹簧的压力均匀对称;设计时.在电路中接人瞬态抑制器件如硅二极管,以防止电感效应产生的电压渡涌尖锋;电枢安装轴中心对称,以避免气隙不均匀,绕组不对称;要使机座的固定可靠.避免机械运转时引起电动机的运转不稳。
如何屏蔽电磁波?怎样屏蔽电磁波
电磁兼容性(Electromagnetic Compatibility)缩写EMC,就是指某电子设备既不干扰其它设备,同时也不受其它设备的影响。
电磁兼容性和我们所熟悉的安全性一样,是产品质量最重要的指标之一。
安全性涉及人身和财产,而电磁兼容性则涉及人身和环境保护。
电磁波会与电子元件作用,产生干扰现象,称为EMI(Electromagnetic Interference)。
例如,TV荧光屏上常见的“雪花”,便表示接受到的讯号被干扰。
屏蔽就是对两个空间区域之间进行金属的隔离,以控制电场、磁场和电磁波由一个区域对另一个区域的感应和辐射。
具体讲,就是用屏蔽体将元部件、电路、组合件、电缆或整个系统的干扰源包围起来,防止干扰电磁场向外扩散;用屏蔽体将接收电路、设备或系统包围起来,防止它们受到外界电磁场的影响。
因为屏蔽体对来自导线、电缆、元部件、电路或系统等外部的干扰电磁波和内部电磁波均起着吸收能量(涡流损耗)、反射能量(电磁波在屏蔽体上的界面反射)和抵消能量(电磁感应在屏蔽层上产生反向电磁场,可抵消部分干扰电磁波)的作用,所以屏蔽体具有减弱干扰的功能。
(1)当干扰电磁场的频率较高时,利用低电阻率的金属材料中产生的涡流,形成对外来电磁波的抵消作用,从而达到屏蔽的效果。
(2)当干扰电磁波的频率较低时,要采用高导磁率的材料,从而使磁力线限制在屏蔽体内部,防止扩散到屏蔽的空间去。
(3)在某些场合下,如果要求对高频和低频电磁场都具有良好的屏蔽效果时,往往采用不同的金属材料组成多层屏蔽体。
许多人不了解电磁屏蔽的原理,认为只要用金属做一个箱子,然后将箱子接地,就能够起到电磁屏蔽的作用。
在这种概念指导下结果是失败。
因为,电磁屏蔽与屏蔽体接地与否并没有关系。
真正影响屏蔽体屏蔽效能的只有两个因素:一个是整个屏蔽体表面必须是导电连续的,另一个是不能有直接穿透屏蔽体的导体。
屏蔽体上有很多导电不连续点,最主要的一类是屏蔽体不同部分结合处形成的不导电缝隙。
这些不导电的缝隙就产生了电磁泄漏,如同流体会从容器上的缝隙上泄漏一样。
解决这种泄漏的一个方法是在缝隙处填充导电弹性材料,消除不导电点。
这就像在流体容器的缝隙处填充橡胶的道理一样。
这种弹性导电填充材料就是电磁密封衬垫。
在许多文献中将电磁屏蔽体比喻成液体密封容器,似乎只有当用导电弹性材料将缝隙密封到滴水不漏的程度才能够防止电磁波泄漏。
实际上这是不确切的。
因为缝隙或孔洞是否会泄漏电磁波,取决于缝隙或孔洞相对于电磁波波长的尺寸。
当波长远大于开口尺寸时,并不会产生明显的泄漏。
电磁屏蔽的机理.a、当电磁波到达屏蔽体表面时,由于空气与金属的交界面上阻抗的不连续,对入射波产生的反射。
这种反射不要求屏蔽材料必须有一定的厚度,只要求交界面上的不连续; b、未被表面反射掉而进入屏蔽体的能量,在体内向前传播的过程中,被屏蔽材料所衰减。
也就是所谓的吸收; c、在屏蔽体内尚未衰减掉的剩余能量,传到材料的另一表面时,遇到金属-空气阻抗不连续的交界面,会形成再次反射,并重新返回屏蔽体内。
这种反射在两个金属的交界面上可能有多次的反射。
总之,电磁屏蔽体对电磁的衰减主要是基于电磁波的反射和电磁波的吸收。
现在有许多关于产品辐射和传导发射限制的国家标准和国际标准。
有些还规定了对各种干扰的最低敏感度要求。
通常,对于不同类型的电子设备有不同的标准。
虽然一个产品要获得市场的成功,满足这些标准是必要的,但符合这些标准是自愿的。
但是,有些国家给出的是规范,而不是标准,因此要在这些国家销售产品,符合标准是强制性的。
有些规范不仅规定了标准,还赋予当局罚没不符合产品的权力。
应用范围.笔记本电脑、GPS、ADSL和移动电话等3C产品都会因高频电磁波干扰产生杂讯,影响通讯品质。
另若人体长期暴露于强力电磁场下,则可能易患癌症病变。
因此防电磁干扰已是必备而且势在必行的制程。
导电漆导电漆喷涂技术具有高导电性、高电磁屏蔽效率、喷涂操作简单(同表面喷漆操作一样只须要在塑胶外壳内喷上薄薄一层导电漆)等特点,广泛应用于通讯制品(移动电话)、电脑(笔记本)、便携式电子产品、消费电子、网络硬件(服务器等)、医疗仪器、家用电子产品和航天及国防等电子设备的EMI屏蔽。
适用于各种塑胶制品的屏蔽(PC、PC+ABS、ABS等)。
喷涂导电漆解决了因做金属屏蔽罩受空间限制、操作、成本压力的限制,因其导电漆喷涂操作极其简单,做到了塑胶金属化,而受到越来越多的关注及推广。
逐渐取代了以往贴锡箔、铜纸、做金属屏蔽罩的工艺。
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导电布能应用在静磁屏蔽吗?
导电布一般应用在电磁屏蔽上,那么是否能应用在静磁屏蔽上呢?1. 什么是静磁屏蔽? 静场是由恒定电流或永久磁体产生的磁场。
静磁屏蔽是利用高磁导率的铁磁材料制成屏蔽罩,对外部磁场进行屏蔽。
其与静电屏蔽作用相似,但又不同。
静磁屏蔽的原理可用磁路的概念加以说明。
例如,把铁磁材料制成一个回路,那么,在外磁场中,绝大部分磁场都集中于铁磁回路。
这种方法可将铁磁材料和腔体中的空气作为并联磁路进行分析。
由于铁磁材料的磁导率比空气磁导率大几千倍,因此空腔的磁阻比铁磁材料的磁阻大得多,外磁场的磁感应线的绝大部份会沿铁磁材料壁穿过,而进入腔体的磁通量很少。
通过这种方法,铁磁材料屏蔽的腔体基本没有外部磁场,从而实现了静磁屏蔽。
其磁导率越高,筒壁越厚,屏蔽效果越明显。
由于常用铁磁材料如软铁、硅钢、坡莫合金等磁体作屏蔽层,所以静磁屏蔽又称铁磁屏蔽。
静电屏蔽是一种消除静磁场干扰的电磁屏蔽技术,这种屏蔽技术可由具有高磁导率的铁磁材料制成的屏蔽罩(屏蔽罩)构成。
由于将铁磁空壳置于外磁场中时,外磁场的磁感应线将发生畸变,也就是磁感应线会聚集在壳体层中(这是由磁场引起的磁化电流与外场叠加而产生的结果),而空壳内的磁场则非常微弱。
这样就可以用铁磁空壳屏蔽外部磁场的影响。
对低频磁场也有很好的屏蔽效果。
为改善静磁屏蔽效果,应加大磁性材料的磁导率,增加屏蔽罩厚度,或采用多层屏蔽罩。
2.导电布是否能应用于静磁屏蔽? 实际上,导电布这种材质本身,可以从它的命名看出它的特性。
织物本身是一种导电性很弱的织物,本身并没有任何高 科技 元素。
但是导电布以纤维布为主,经电镀工艺镀上一层金属层,从而保证了导电布本身具有导电性。
用此方法加工生产的导电布,不仅具有导电性,而且还能屏蔽电磁波。
从导电布的材料上,导电布具有静磁屏蔽的可能。
为了更好地进行静磁屏蔽,也可以要求镀上铁层。
在实际应用中,需要根据需求进行贴附在其他材料上,比如贴附在海绵上,制造出导电海绵。