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家用电器、电动工具和类似器具的电磁兼容性处理实例 钱振宇 1 电动工具的电磁骚扰抑制 1．1 电动工具电磁骚扰的产生 在电动工具中广泛使用的串激电动机，在其工作时随着电枢的转动电刷可将相邻的换向 片短路，导致参加换向的电枢线圈短路，在回路中流过短路电流。当换向片转到与电刷断开 的位置时，电刷和换向片之间产生换向火花，形成电磁骚扰。这种电磁骚扰的频谱较广（从 中波到甚高频波段内是连续分布的），对广播电视设备、通讯设备以及其他电子设备在很广 的范围内造成干扰。 此外，在电动工具中还有一些非线性的器件（如可控硅、二极管和晶体管等），当这些 器件工作时，在导通和截止的瞬间也会产生高频电磁骚扰。 还有，电动机的定子铁芯和转子的开槽设计和线圈上的磁路设计比较饱和，也会产生较 大的工频谐波成分，形成电磁骚扰。 上述所有电磁骚扰都会通过与电动机连接的电源线以传导和辐射方式向公共电网和空 间传播，直接或间接影响其他设备的正常工作。 1．2 电动工具电磁骚扰的抑制 ⑴ 滤波 在考虑了电动工具的工作特点以及骚扰抑制措施可能要花费的代价后，使用最多的要数 滤波措施了。 电动机电刷产生的噪声既有共模、又有差模，解决的手段主要是采用电容、电感和接地 等。其中，对待共模噪声，电容器可接在电动机的每根引线和地之间；但对差模噪声，电容 器应当跨接在电源引线之间。对于由炭刷产生的噪声，通常都是差模的，是由炭刷与换向器 触点断开时产生的。 图1 是一种常用的低通滤波电路。接在电动工具电源输入端的滤波器为工频电源提供低 阻抗通路，对于频率较高的骚扰信号则产生较大衰减，实现骚扰的抑制，削弱了向电网侧的 传导骚扰的输出。其中C 、C 、C 、C 和L 用于抑制共模骚扰；C 和C 用于抑制差模骚 1 2 4 5 C 3 6 扰。C 、C 、C 和C 的典型值为1000pF～4700pF ；C 和C 的典型值为0.1 μF～0.47 μF ； 1 2 4 5 3 6 共模电感LC 的典型值为0.01mH～3mH 。实际使用时，根据电动工具产生骚扰的情况，可以 采用图 1 电路的全部或部分，形成C 型（纯电容）、L 型（一个电感和一个电容）、T 型（两 个电感和一个电容）和π型（一个电感和两个电容）。 倘若电动机产生的差模骚扰较大时，图 1 中的LC 可改用两个相同的差模电感分别串接 在相线和中线里，有时也能达到很好的骚扰抑制作用。 LC L L ′ C1 C3 C6 C4 C2 C5 N N ′ LC 图1 接在电动工具电源输入端的低通滤波器 此外，在电动机电刷两端并接一个1000pF～4700pF 的电容；在电刷和定子激磁线圈间 分别串接一个相同的电感。电感的作用是防止炭刷在通过换向器的间隙时使流进炭刷的电流 产生突变，电感量大约为 10～25µH 。串联的电感与旁路到地的电容合在一起可以构成一个 1 低通滤波器，这可以增强单个电感和电容的滤波效果，对抑制传导噪声很有好处，使它有更 宽的滤波频带及更大的滤波效果。 若要进一步降低电动机在甚高频下的电磁噪声，除了加电容之外，还可以在电源线上套 一个铁氧体的磁环（电源线中的相线和中线共套一个铁氧体磁环），这样还能提高几个 dB 的骚扰抑制效果。 ⑵ 接地和电气连接 在电动工具中