分析小功率永磁直流电机的电磁干扰抑制

电磁兼容性反映了电子设备或系统在其电磁环境中符合要求运行并不对其环境的任何设备产生无法忍受的电磁干扰能力，它包含两个方面要求:一是指设备在正常运行过程中对所在环境产生的电磁干扰不能超过一定的限值;二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，即电磁敏感性。商用的电气产品为了取得某一市场的销售资格，必须达到某一标准，如国际无线电干扰特别委员会的IECCISPRI4-1，欧洲的 EN55014-1，以及中国的GB4343.1等。

1EMI产生的根源

EMI可以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到另一个电网络。

为限制永磁电机的EMI，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:

1.1 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。

1.2 非线性器件

可控硅、整流二极管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，从根源上消除干扰源的干扰也很重要。在各干扰源中，直流电机在换向过程中产生的火花，因为其成因复杂，所以实际应用中通常是很难控制的。

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。其中电抗电势是主要的。

换向时，电枢电流在极短的时间内会变换方向，线圈电流的换向过程。

根据分析可知，抑制永磁直流电机EMI的根本就是在于有效地削弱换向过程产生的电抗电势。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。

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。