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电磁辐射传播途径范文1
【关键词】电磁辐射； 危害； 防范
1 电磁污染源分析
什么是电磁污染？来自中国消费者协会的信息称，电场和磁场的交互变化产生电磁波，电磁波向空中发射或汇汛的现象，叫电磁辐射。
影响人类生活环境的电磁污染源可分天然的和人为的两大类。
1.1 天然电磁污染源
天然的电磁污染是某些自然现象引起的。最常见的是雷电，除了可能对电气设备、飞机、建筑物等直接造成危害外，而且会在广大地区从几千赫到几百兆赫以上的极宽频率范围内产生严重电磁干扰。火山喷发、地震和太阳黑子活动引起的磁暴等都会产生电磁干扰。天然的电磁污染对短波通信的干扰特别严重。
1.2 人为电磁污染源
人为的电磁污染主要有：（1）广播电视发射设备：主要部门为各地广播电视局：辐射特征为大功率定时全向发射；转输信号送至天线辐射出去。（2）通信雷达及导航发射设备：通信包括短波发射台、微波通信站、地面卫星通信站、移动通信基站、专业通信网站、寻呼通信基站。通信、雷达及导航多为定向不定时发射，传输信号同样通过天线辐射出去。（3）工业、科研、医疗高频设备：该类设备把电能转换为热能或其它能量加以利用，某些设备例如切断大电流电路时产生的火花放电，其瞬时电流变率很大，会产生很强的电磁干扰。它在本质上与雷电相同，只是影响区域较小。（4）电力系统电磁辐射：高压输电线包括架空输电线和地下电缆；变电站包括发电厂（升压站）和变压器电站降压站，它并不以电磁波形式向外辐射，但在近场区会产生严重电磁干扰。（5）交通系统电磁辐射干扰：电气化铁路、轻轨及电气化铁道、有轨电车、无轨电车等。（6）各种家用电器、电子设备、办公自动化设备、移动通讯设备等电器装置。只要它们处于操作使用状态，它的周围就会存在电磁辐射。
2 电磁幅射的危害
2.1 电磁幅射传播途径
电磁幅射是如何对人体产生影响的呢？电磁波由具有一定发射功率的电磁源产生，并通过空气传播，无色无味无形，进入人们的生活空间，可以穿透包括人体在内的多种物质，对人体健康构成一定威胁。
2.2 电磁辐射对人体健康产生的影响
据专家介绍，长期处于高电磁辐射环境下，可能会对人体健康产生以下影响：①对心血管系统的影响，表现为心悸，失眠，部分女性经期紊乱，心动过缓，心搏血量减少，窦性心率不齐，白细胞减少，免疫功能下降等。②对视觉系统的影响，表现为视力下降，引起白内障等。③对生殖系统的影响，表现为降低，男子质量降低，使孕妇发生自然流产和胎儿畸形等。④长期处于高电磁辐射的环境中，会使血液、淋巴液和细胞原生质发生改变；影响人体的循环系统、免疫、生殖和代谢功能，严重的还会诱发癌症，并会加速人体的癌细胞增殖。⑤装有心脏起搏器的病人处于高电磁辐射的环境中，会影响心脏起搏器的正常使用。
3 电磁幅射的防范
3.1 电磁辐射的一般防范
针对我们身边接触到的电磁辐射可能给消费者带来的人身健康威胁，中国消费者协会郑重发出2001年第9号消费警示，提醒广大消费者：①多了解有关电磁辐射的常识，学会防范措施，加强安全防范。如：对配有应用手册的电器，应严格按指示规范操作，保持安全操作距离等。②不要把家用电器摆放得过于集中，或经常一起使用，以免使自己暴露在超剂量辐射的危险之中。特别是电视、电脑、冰箱等电器更不宜集中摆放在卧室里。③各种家用电器、办公设备、移动电话等都应尽量避免长时间操作。如电视、电脑等电器需要较长时间使用时，应注意至少每一小时离开一次，采用眺望远方或闭上眼睛的方式，以减少眼睛的疲劳程度和所受辐射影响。④当电器暂停使用时，最好不要让它们处于待机状态，因为此时可产生较微弱的电磁场，长时间也会产生辐射积累。⑤对各种电器的使用，应保持一定的安全距离。如眼睛离电视荧光屏的距离，一般为荧光屏宽度的5倍左右；微波炉在开启之后要离开至少一米远，孕妇和小孩应尽量远离微波炉；手机在使用时，应尽量使头部与手机天线的距离远一些，最好使用分离耳机和话筒接听电话。
3.2 电磁辐射的特殊防范
人们如果长期涉身于超剂量电磁辐射环境中，应注意采取以下自我保护措施：（1）居住、工作在高压线、变电站、电台、电视台、雷达站、电磁波发射塔附近的人员，佩戴心脏起搏器的患者，经常使用电子仪器、医疗设备、办公自动化设备的人员，以及生活在现代电器自动化环境中的人群，特别是抵抗力较弱的孕妇、儿童、老人及病患者，有条件的应配备针对电磁辐射的屏蔽防护服，将电磁辐射最大限度地阻挡在身体之外。（2）电视、电脑等有显示屏的电器设备可安装电磁辐射保护屏，使用者还可配戴防辐射眼镜，以防止屏幕辐射出的电磁波直接作用于人体。（3）手机接通瞬间释放的电磁辐射最大，为此最好在手机响过一两秒后或电话两次铃声间歇中接听电话。（4）电视、电脑等电器的屏幕产生的辐射会导致人体皮肤干燥缺水，加速皮肤老化，严重的甚至会导致皮肤癌，所以，在使用完上述电器后应及时洗脸。（5）多食用一些胡萝卜、豆芽、西红柿、油菜、海带、卷心菜、瘦肉、动物肝脏等富含维生素A、C和蛋白质的食物，以利于调节人体电磁场紊乱状态，加强肌体抵抗电磁辐射的能力。
电磁辐射传播途径范文2
关键词：开关电源；电磁干扰；抑制措施；耦合
开关电源电磁干扰抑制的目的是使产品在一定的电磁环境下受到电磁干扰时，无性能的下降或故障，能工作正常，同时对电磁环境不构成污染。
一 开关电源电磁干扰的产生机理
开关电源产生的干扰，按噪声干扰源种类来分，可分为尖峰干扰和谐波干扰两种。若按耦合通路来分，可分为传导干扰和辐射干扰两种。现在按噪声干扰源来分别说明；
1、二极管的反向恢复时间引起的干扰
高频整流回路中的整流二极管正向导通时有较大的正向电流流过，在其受反偏电压而转向截止时，由于pn结中有较多的载流子积累，因而在载流子消失之前的一段时间里，电流会反向流动，致使载流子消失的反向恢复电流急剧减少而发生很大的电流变化(di／dt)。
2 开关管工作时产生的谐波干扰
功率开关管在导通时流过较大的脉冲电流。例如正激型，推挽型和桥式变换器的输入电流波形在阻性负载时近似为矩形波，其中含有丰富的高次谐波分量。当采用零电流、零电压开关时，这种谐波干扰将会很小。另外，功率开关管在截止期间，高频变压器绕组漏感引起的电流突变，也会产生尖峰干扰。
3 交流输入回路产生的干扰
无工频变压器的开关电源输入端整流管在反向恢复期间会引起高频衰减振荡产生干扰。
开关电源产生的尖峰干扰和谐波干扰能量，通过开关电源的输入输出线传播出去而形成的干扰称之为传导干扰；而谐波和寄生振荡的能量，通过输入输出线传播时，都会在空间产生电场和磁场。这种通过电磁辐射产生的干扰称为辐射干扰。
4、其他原因
元器件的寄生参数，开关电源的原理图设计不够完美，印刷线路板(pcb)走线通常采用手工布置，具有很大的随意性，pcb的近场干扰大，并且印刷板上器件的安装、放置，以及方位的不合理都会造成emi干扰。
二 电磁干扰的相关理论
1、开关电源的主要电磁干扰源
开关电源中的电磁干扰源主要有开关器件、二极管和非线性无源元件。在开关电源中，印制 板布线不当也是引起电磁干扰的一个主要因数。
1.1 开关电路产生的电磁干扰
对开关电源来说，开关电路产生的电磁干扰是其主要干扰源之一。开关电路是开关电源的核 心，主要由开关管和高额变压器组成。他产生的dv／dt具有较大的脉冲，频带较宽且谐波丰富。这种脉冲干扰产生的主要原因是：
(1) 开关管负载为高频变压器初级线圈，是感性负载。在开关导通瞬间，初级线圈产生很大的涌流，并在初级线圈的两端出现较高的浪涌尖峰电压．在开关管断开瞬间，由于初级线圈的漏磁通，致使一部分能量没有从一次线圈传输到二次线圈，储藏在电感中的这部分能量将和集电极电路中的电容、电阻形成带有尖峰的衰减振荡，叠加在关断电压上，形成关断尖峰电压。这种电源电压中断会产生与初级线圈接通时一样的磁化冲击电流瞬变，这个噪声会传导到输入输出端，形成传导干扰，重者有可能击穿开关管。
(2) 脉冲变压器初级线圈，开关管和滤波电容构成的高频开关电流环路可能产生较大的空间辐射，形成辐射干扰，如果电容滤波容量不足或高频特性不好，电容上的高频阻抗会使高频电流以差模方式传导到交流电源中形成传导干扰。
1.1.2 二极管整流电路产生的电磁干扰
主电路中整流二极管产生的反向恢复电流的1di／dt1远比续流二极管恢复电流Idi／dtl小得多。作为电磁干扰源来研究，整流二极管反向恢复电流形成的干扰强度大，频带宽。整流二极管产生的电压跳变远小于电源中的功率开关管导通和关断时产生的电压跳变。因此，不计整流二极管产生的Idv／dtI和Idi／dtl的影响，而把整流电路当成电磁干扰耦合通道的一部分来研究也是可以的。
2、开关电源电磁干扰的耦合通道
开关电源通过耦合通道对自身产生干扰。通常多采用差模和共模干扰加以分析。
“共模干扰”是指干扰大小和方向一致，其存在于电源任何一相对大地，或中线对大地间。共模干扰也称纵模干扰、不对称干扰或接地干扰。是载流体与大地之间的干扰。
“差模干扰”是指干扰大小相等，方向相反，其存在于电源相线与中线之间。差模干扰也称常模干扰、横模干扰或对称干扰。·这是载流体之间的干扰。
共模干扰说明了干扰是由辐射或串扰耦合到电路中的。而差模干扰则说明了干扰是源于同一条电路的。通常这两种干扰是同时存在的，由于线路阻抗的不平衡，两种干扰在传输中还会互相转化．所以情况非常复杂。
三 抑制干扰的几种措施
形成电磁干扰的三要素是干扰源、传播途径和受扰设备。因而，抑制电磁干扰也应该从这3方面着手。首先应该抑制干扰源，直接消除干扰原因，其次是消除干扰源和受扰设备之间的耦合和辐射，切断电磁干扰的传播途径；第三是提高受扰设备的抗扰能力，减低其对噪声的敏感度。目前抑制干扰的几种措施基本上都是用切断电磁干扰源和受扰设备之间的耦合通道，它们确是行之有效的办法。常用的方法是屏蔽、接地和滤波。
电磁辐射传播途径范文3
1.1电源干扰和电磁干扰
机械电子设备在应用过程中，受到的干扰主要有电源和电磁干扰两种。电源干扰的种类有很多，变化性也较强。电源干扰从干扰原理上进行区分，可分为共模干扰和差模干扰两种。共模干扰是指由于干扰电压在信号线和信号地线上的幅度相同，导致干扰电流在导线与参考物体中构成的回路中流动，给机械电子设备带来的干扰。差模干扰则是指干扰电压存在与信号线及信号地线之间，并形成干扰电流回路，对机械电子设备带来的干扰。电源干扰会导致机械电子设备产生较大的运行波动，影响机械电子设备的精度和运行稳定性。电磁干扰是指由于电磁辐射干扰电缆信号，并降低信号完好性的电子噪音干扰。电磁干扰是机械电子设备应用中面临的常见干扰源。电磁干扰会以传导和辐射两种形式对电子设备产生影响，而在这两种干扰形式中，辐射又是最为常见的干扰模式。在进行机械电子设备的设计和安装使用中，必须要对电磁干扰进行预防，避免电磁干扰给设备运营带来影响[1]。
1.2干扰的传播途径
电源干扰是由于电压产生电流干扰机械设备的运行，因此其传播是需要通过导线进行的。由于电源干扰发电压较小，因此电源干扰会随着导线的延长而逐渐减小。但是，电源干扰发生过程中由于电流具有波动性，由于电磁感应原理，会对周围的空间产生一定的波动性电磁干扰，这种电磁干扰也会影响机械电子设备的稳定性。电磁干扰的传播途径主要有导线传播与空间场传播两种。在机械电子设备使用中，经常会处于电磁干扰场中。干扰信号会以波的形式在设备空间内传播，因此空间场传播是电磁干扰的主要传播途径。
2排除电气干扰的措施
2.1滤波器抗干扰
在受电源干扰严重的机械电子设备使用中，一般会在电源端安装滤波器，减弱电源干扰对机械电子设备运行稳定性的影响。滤波器是一种由电容、电感和电阻组成的滤波电路，使用滤波器可以有效的滤除电源线中的某频率的干扰信号，从而保证电源信号的稳定性，降低电源对机械电子设备的电气干扰。
2.2电气隔离抗干扰
导线是电源和电磁干扰的主要传播途径，在以电源线、信号线、控制线对机械电子设备的干扰影响了机械电子设备的平稳运营时，可以采用电气隔离的方式，将电子设备的导线与设备进行隔离，避免电气干扰对机械电子设备运行稳定性的影响。一般在应用电气隔离抗干扰时用到的主要设备有脉冲变压器或光电器件，对于模拟输入信号干扰的隔离则可使用隔离放大器对主、回路信号进行处理。
2.3屏蔽抗干扰
屏蔽抗干扰是抗电磁干扰的重要方法，屏蔽抗干扰就是在机械电子设备周围设计一个全封闭壳体，限制设备的电磁能力对周围设备的干扰，同时防止外界的干扰对壳体内部的机电设备运行稳定性影响。由于电子设备在生产生活中的广泛应用，目前屏蔽抗干扰已经成为对抗电磁干扰的常用方法。随着不同干扰环境对屏蔽抗干扰的需要，这种抗干扰的方法还发展出许多不同的抗干扰措施。例如静电屏蔽、双层屏蔽、编制屏蔽、金属隔网屏蔽等。屏蔽抗干扰能够有效的排除各种电磁干扰，对低频磁场干扰的排除效果尤为显著。为了能够将干扰信号控制在磁阻相当小的屏蔽体内，可以使用高导磁材料对干扰信号进行屏蔽。在抗干扰工程中，高导磁材料通常会被用来制作复合屏蔽电缆，这种复合屏蔽电缆通常包含3层：最里层是铜质电磁屏蔽层，内层是磁导率高的铁磁材料，最外层则是高饱和低磁导率的铁磁材料。这样一来，干扰信号就会被一层一层地消耗掉，最终能够传输到设备的干扰磁场就十分微弱了[2]。
2.4接地抗干扰
有效的接地是保证机械电子设备工作稳定性和设备安全的重要因素，接地抗干扰不仅能够有效的避免电源干扰给机械电子设备带来的影响，还能够避免偶发电压冲击给机电设备带来的冲击危害。接地抗干扰系统包含系统第、屏蔽地、交流地和保护地等，如果接地系统比较混乱，不仅会影响设备的正常运行，还会威胁到机械电子设备的安全。机械电子设备的地线一般应包含3条不同种类，其中一条用于连接机壳，它应该与交流电源的地线相连接；一条用于与电动机及继电器等设备相连，它又叫做噪声地线；第三条用于与信号设备和数字接收器相连接，它也被叫做信号地线。在机械电子设备使用交流电源为供电电源的情况下，为了避免由于公共地线电位不均而产生干扰源，应该将保护地线与电源地线进行连接。
3结语
电磁辐射传播途径范文4
关键词:变频器干扰抑制
Abstract:Theapplicationoftheinvertersintheindustrialproductionisbecomingmoreand
moreuniversal，anditsinterfaceisbeingpaidmuchattention.Thesourceandspreadingrouteinthe
applicationsystemoftheinverterareintroducedinthispaper，somepracticalresolventsareputforward，andtheconcretemeasuresinthesystemdesignandinstallmentareexpounded.
Keywords：InverterInterfaceRestrain
[中图分类号]TN973[文献标识码]B文章编号1561-0330(2003)06-00
1引言
变频器调速技术是集自动控制、微电子、电力电子、通信等技术于一体的高科技技术。它以很好的调速、节能性能，在各行各业中获得了广泛的应用。由于其采用软启动，可以减少设备和电机的机械冲击，延长设备和电机的使用寿命。随着科学技术的高速发展，变频器以其具有节电、节能、可靠、高效的特性应用到了工业控制的各个领域中，如变频调速在供水、空调设备、过程控制、电梯、机床等方面的应用，保证了调节精度，减轻了工人的劳动强度，提高了经济效益，但随之也带来了一些干扰问题。现场的供电和用电设备会对变频器产生影响，变频器运行时产生的高次谐波也会干扰周围设备的运行。变频器产生的干扰主要有三种：对电子设备的干扰、对通信设备的干扰及对无线电等产生的干扰。对计算机和自动控制装置等电子设备产生的干扰主要是感应干扰；对通信设备和无线电等产生的干扰为放射干扰。如果变频器的干扰问题解决不好，不但系统无法可靠运行，还会影响其他电子、电气设备的正常工作。因此有必要对变频器应用系统中的干扰问题进行探讨，以促进其进一步的推广应用。下面主要讨论变频器的干扰及其抑制方法。
2变频调速系统的主要电磁干扰源及途径
2.1主要电磁干扰源
电磁干扰也称电磁骚扰（EMI），是以外部噪声和无用信号在接收中所造成的电磁干扰，通常是通过电路传导和以场的形式传播的。变频器的整流桥对电网来说是非线性负载，它所产生的谐波会对同一电网的其他电子、电气设备产生谐波干扰。另外，变频器的逆变器大多采用PWM技术，当其工作于开关模式并作高速切换时，产生大量耦合性噪声。因此，变频器对系统内其他的电子、电气设备来说是一个电磁干扰源。另一方面，电网中的谐波干扰主要通过变频器的供电电源干扰变频器。电网中存在大量谐波源，如各种整流设备、交直流互换设备、电子电压调整设备、非线性负载及照明设备等。这些负荷都使电网中的电压、电流产生波形畸变，从而对电网中其他设备产生危害的干扰。变频器的供电电源受到来自被污染的交流电网的干扰后，若不加以处理，电网噪声就会通过电网电源电路干扰变频器。供电电源对变频器的干扰主要有过压、欠压、瞬时掉电；浪涌、跌落；尖峰电压脉冲；射频干扰。其次，共模干扰通过变频器的控制信号线也会干扰变频器的正常工作。
2.2电磁干扰的途径
变频器能产生功率较大的谐波，对系统其他设备干扰性较强。其干扰途径与一般电磁干扰途径是一致的，主要分电磁辐射、传导、感应耦合。具体为：①对周围的电子、电气设备产生电磁辐射；②对直接驱动的电动机产生电磁噪声，使得电动机铁耗和铜耗增加，并传导干扰到电源，通过配电网络传导给系统其他设备；③变频器对相邻的其他线路产生感应耦合，感应出干扰电压或电流。同样，系统内的干扰信号通过相同的途径干扰变频器的正常工作。下面分别加以分析。
（1）电磁辐射
变频器如果不是处在一个全封闭的金属外壳内，它就可以通过空间向外辐射电磁波。其辐射场强取决于干扰源的电流强度、装置的等效辐射阻抗以及干扰源的发射频率。变频器的整流桥对电网来说是非线性负载，它所产生的谐波对接入同一电网的其它电子、电气设备产生谐波干扰。变频器的逆变桥大多采用PWM技术，当根据给定频率和幅值指令产生预期的和重复的开关模式时，其输出的电压和电流的功率谱是离散的，并且带有与开关频率相应的高次谐波群。高载波频率和场控开关器件的高速切换（dv/dt可达1kV/μs以上）所引起的辐射干扰问题相当突出。
当变频器的金属外壳带有缝隙或孔洞，则辐射强度与干扰信号的波长有关，当孔洞的大小与电磁波的波长接近时，会形成干扰辐射源向四周辐射。而辐射场中的金属物体还可能形成二次辐射。同样，变频器外部的辐射也会干扰变频器的正常工作。
（2）传导
上述的电磁干扰除了通过与其相连的导线向外部发射，也可以通过阻抗耦合或接地回路耦合将干扰带入其它电路。与辐射干扰相比，其传播的路程可以很远。比较典型的传播途径是：接自工业低压网络的变频器所产生的干扰信号将沿着配电变压器进入中压网络，并沿着其它的配电变压器最终又进入民用低压配电网络，使接自民用配电母线的电气设备成为远程的受害者。
（3）感应耦合
感应耦合是介于辐射与传导之间的第三条传播途径。当干扰源的频率较低时，干扰的电磁波辐射能力相当有限，而该干扰源又不直接与其它导体连接，但此时的电磁干扰能量可以通过变频器的输入、输出导线与其相邻的其他导线或导体产生感应耦合，在邻近导线或导体内感应出干扰电流或电压。感应耦合可以由导体间的电容耦合的形式出现，也可以由电感耦合的形式或电容、电感混合的形式出现，这与干扰源的频率以及与相邻导体的距离等因素有关。
3抗电磁干扰的措施
据电磁性的基本原理，形成电磁干扰（EMI）须具备电磁干扰源、电磁干扰途径、对电磁干扰敏感的系统等三个要素。为防止干扰，可采用硬件和软件的抗干扰措施。其中，硬件抗干扰是最基本和最重要的抗干扰措施，一般从抗和防两方面入手来抑制干扰，其总原则是抑制和消除干扰源、切断干扰对系统的耦合通道、降低系统对干扰信号的敏感性。具体措施在工程上可采用隔离、滤波、屏蔽、接地等方法。
（1）隔离
所谓干扰的隔离是指从电路上把干扰源和易受干扰的部分隔离开来，使它们不发生电的联系。在变频调速传动系统中，通常是在电源和放大器电路之间的电源线上采用隔离变压器以免传导干扰，电源隔离变压器可应用噪声隔离变压器。
（2）滤波
设置滤波器的作用是为了抑制干扰信号从变频器通过电源线传导干扰到电源及电动机。为减少电磁噪声和损耗，在变频器输出侧可设置输出滤波器。为减少对电源的干扰，可在变频器输入侧设置输入滤波器。若线路中有敏感电子设备，可在电源线上设置电源噪声滤波器，以免传导干扰。
（3）屏蔽
屏蔽干扰源是抑制干扰的最有效的方法。通常变频器本身用铁壳屏蔽，不让其电磁干扰泄漏。输出线最好用钢管屏蔽，特别是以外部信号控制变频器时，要求信号线尽可能短（一般为20m以内），且信号线采用双芯屏蔽，并与主电路及控制回路完全分离，不能放于同一配管或线槽内，周围电子敏感设备线路也要求屏蔽。为使屏蔽有效，屏蔽罩必须可靠接地。
（4）接地
实践证明，接地往往是抑制噪声和防止干扰的重要手段。良好的接地方式可在很大程度上抑制内部噪声的耦合，防止外部干扰的侵入，提高系统的抗干扰能力。变频器的接地方式有多点接地、一点接地及经母线接地等几种形式，要根据具体情况采用，要注意不要因为接地不良而对设备产生干扰。
单点接地指在一个电路或装置中，只有一个物理点定义为接地点。在低频下的性能好；多点接地是指装置中的各个接地点都直接接到距它最近的接地点。在高频下的性能好；混合接地是根据信号频率和接地线长度，系统采用单点接地和多点接地共用的方式。变频器本身有专用接地端子PE端，从安全和降低噪声的需要出发，必须接地。既不能将地线接在电器设备的外壳上，也不能接在零线上。可用较粗的短线一端接到接地端子PE端，另一端与接地极相连，接地电阻取值<100Ω，接地线长度在20m以内，并注意合理选择接地极的位置。当系统的抗干扰能力要求较高时，为减少对电源的干扰，在电源输入端可加装电源滤波器。为抑制变频器输入侧的谐波电流，改善功率因数，可在变频器输入端加装交流电抗器，选用与否可视电源变压器与变频器容量的匹配情况及电网允许的畸变程度而定，一般情况下采用为好。为改善变频器输出电流，减少电动机噪声，可在变频器输出端加装交流电抗器。图1为一般变频调速传动系统抗干扰所采取措施。
以上抗干扰措施可根据系统的抗干扰要求来合理选择使用。若系统中含控制单元如微机等，还须在软件上采取抗干扰措施。
（5）正确安装
由于变频器属于精密的功率电力电子产品，其现场安装工艺的好坏也影响着变频器的正常工作。正确的安装可以确保变频器安全和无故障运行。变频器对安装环境要求较高。一般变频器使用手册规定温度范围为最低温度-10℃，最高温度不超过50℃；变频器的安装海拔高度应小于1000m，超过此规定应降容使用；变频器不能安装在经常发生振动的地方，对振动冲击较大的场合，应采用加橡胶垫等防振措施；不能安装在电磁干扰源附近；不能安装在有灰尘、腐蚀性气体等空气污染的环境；不能安装在潮湿环境中，如潮湿管道下面，应尽量采用密封柜式结构，并且要确保变频器通风畅通，确保控制柜有足够的冷却风量，其典型的损耗数一般按变频器功率的3%来计算柜中允许的温升值。安装工艺要求如下：
①确保控制柜中的所有设备接地良好，应该使用短、粗的接地线（最好采用扁平导体或金属网，因其在高频时阻抗较低）连接到公共地线上。按国家标准规定，其接地电阻应小于4欧姆。另外与变频器相连的控制设备（如PLC或PID控制仪）要与其共地。
②安装布线时将电源线和控制电缆分开，例如使用独立的线槽等。如果控制电路连接线必须和电源电缆交叉，应成90°交叉布线。
③使用屏蔽导线或双绞线连接控制电路时，确保未屏蔽之处尽可能短，条件允许时应采用电缆套管。
④确保控制柜中的接触器有灭弧功能，交流接触器采用R-C抑制器，也可采用压敏电阻抑制器，如果接触器是通过变频器的继电器控制的，这一点特别重要。
⑤用屏蔽和铠装电缆作为电机接线时，要将屏蔽层双端接地。
⑥如果变频器运行在对噪声敏感的环境中，可以采用RFI滤波器减小来自变频器的传导和辐射干扰。为达到最优效果，滤波器与安装金属板之间应有良好的导电性。
4变频控制系统设计中应注意的其他问题
除了前面讨论的几点以外，在变频器控制系统设计与应用中还要注意以下几个方面的问题。
（1）在设备排列布置时，应该注意将变频器单独布置，尽量减少可能产生的电磁辐射干扰。在实际工程中，由于受到房屋面积的限制往往不可能有单独布置的位置，应尽量将容易受干扰的弱电控制设备与变频器分开，比如将动力配电柜放在变频器与控制设备之间。
（2）变频器电源输入侧可采用容量适宜的空气开关作为短路保护，但切记不可频繁操作。由于变频器内部有大电容，其放电过程较为缓慢，频繁操作将造成过电压而损坏内部元件。
（3）控制变频调速电机启/停通常由变频器自带的控制功能来实现，不要通过接触器实现启/停。否则，频繁的操作可能损坏内部元件。
（4）尽量减少变频器与控制系统不必要的连线，以避免传导干扰。除了控制系统与变频器之间必须的控制线外，其它如控制电源等应分开。由于控制系统及变频器均需要24V直流电源，而生产厂家为了节省一个直流电源，往往用一个直流电源分两路分别对两个系统供电，有时变频器会通过直流电源对控制系统产生传导干扰，所以在设计中或订货时要特别加以说明，要求用两个直流电源分别对两个系统供电。
（5）注意变频器对电网的干扰。变频器在运行时产生的高次谐波会对电网产生影响，使电网波型严重畸变，可能造成电网电压降很大、电网功率因数很低，大功率变频器应特别注意。解决的方法主要有采用无功自动补偿装置以调节功率因数，同时可以根据具体情况在变频器电源进线侧加电抗器以减少对电网产生的影响，而进线电抗器可以由变频器供应商配套提供，但在订货时要加以说明。
（6）变频器柜内除本机专用的空气开关外，不宜安置其它操作性开关电器，以免开关噪声入侵变频器，造成误动作。
（7）应注意限制最低转速。在低转速时，电机噪声增大，电机冷却能力下降，若负载转矩较大或满载，可能烧毁电机。确需低速运转的高负荷变频电机，应考虑加大额定功率，或增加辅助的强风冷却。
（8）注意防止发生共振现象。由于定子电流中含有高次谐波成分，电机转矩中含有脉动分量，有可能造成电机的振动与机械振动产生共振，使设备出现故障。应在预先找到负载固有的共振频率后，利用变频器频率跳跃功能设置，躲开共振频率点。
5结束语
以上通过对变频器运行过程中存在的干扰问题的分析，提出了解决这些问题的实际方法。随着新技术和新理论不断在变频器上的应用，变频器应用存在的这些问题有望通过变频器本身的功能和补偿来解决。随着工业现场和社会环境对变频器的要求不断提高，满足实际需要的真正“绿色”变频器不久也会面世。
参考文献
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电磁辐射传播途径范文5
关键词：机电一体化 系统 干扰 措施
1、产生干扰的因素 1.1干扰的定义 干扰是指对系统的正常工作产生不良影响的内部或外部因素.从广义上讲,机电一体化系统的干扰因素包括电磁干扰,温度干扰,湿度干扰,声波干扰和振动干扰等等.电磁干扰是指在工作过程中受环境因素的影响,出现的一些与有用信号无关的,并且对系统性能或信号传输有害的电气变化现象. 1.2 形成干扰的三个要素1.2.1.干扰源 产生干扰信号的设备被称为干扰源,如变压器,继电器,微波设备,电机,无绳电话和高压电线等都可以产生空中电磁信 1.2.2.传播途径 传播途径是指干扰信号的传播路径. 1.2.3.接收载体 接收载体是指受影响的设备的某个环节,该环节吸收了干扰信号,并转化为对系统造成影响的电器参数.
2、电磁干扰的种类按干扰的耦合模式分类,电磁干扰分为以下五种类型.
2.1.静电干扰2.2.磁场耦合干扰 磁场耦合干扰是指大电流周围磁场对机电一体化设备回路耦合形成的干扰.2.3.漏电耦合干扰漏电耦合干扰是因绝缘电阻降低而由漏电流引起的干扰,多发生于工作条件比较恶劣的环境或器件性能退化,器件本身老化的情况下. 2.4.共阻抗干扰 共阻抗干扰是指电路各部分公共导线阻抗,地阻抗和电源内阻压降相互耦合形成的干扰,这是机电一体化系统普遍存在的一种干扰.
2.5.电磁辐射干扰
由各种大功率高频,中频发生装置,各种电火花以及电台,电视台等产生的高频电 磁波向周围空间辐射,形成电磁辐射干扰.雷电和宇宙空间也会有电磁波干扰信号.
3.干扰存在的形式
在电路中,干扰信号通常以串模干扰和共模干扰形式与有用信号一同传输.3.1. 串模信号 串模干扰是叠加在被测信号上的干扰信号,也称横向干扰.产生串模干扰的原因有分布电容的静电耦合,长线传输的互感,空间电磁场引起的磁场耦合以及50Hz的工频干扰等.在机电一体化系统中,被测信号是直流(或变化比较缓慢的)信号,而干扰信号经常是一些杂乱的波形并含有尖峰脉冲.
3.2.共模干扰
共模干扰往往是指同时加载在各个输入信号接口端的共有的信号干扰.在电路中,检测信号输入A/D转换器,A/D转换器的两个输入端上即存在公共的电压干扰.由于输入信号源与主机有较长的距离,输入信号Us的参考接地点和计算机控制系统输入端参考接地点之间存在电位差Ucm.这个电位差就在转换器的两个输入端上形成共模干扰.以计算机接地点为参考点,加到输入点A上的信号为Us+Ucm,加到输入点B上的信号为Ucm.
4.采取抗干扰措施
在机电一体化产品(或系统)中，电噪声的干扰是产生元部件失效或数据传输、处理失误、进而影响其可靠性的最常见和最主要的因素，这是机电一体化产品设计中不可忽视的问题之一。
电磁干扰是指在工作过程中受环境因素的影响，出现的一些与有用信号无关的，并且对系统性能或信号传输有害的电气变化现象。
4.1干扰源
图1所示：各种干扰源进入控制器的渠道，这些渠道可分为两大类型：
一是传导型，通过各种线路传人控制器，相应的干扰源包括供电干扰、强电干扰和接地干扰等；
二是辐射型，通过空间感应进入控制器，相应的干扰源包括电磁干扰和静电干扰等。
图1各种干扰源的干扰渠道示意图
4.1.1供电干扰
周围大容量用电设备的负载变化和开、停时产生的电压波动会引起的干扰。雷电感应也会产生冲击电流。此外，突然断电有可能引起控制数据丢失或程序紊乱；
4.1.2强电干扰
驱动电路中的强电元件如继电器、电磁铁和接触器等感性负载，在断电时会产生过电压和冲击电流，并通过电磁感应干扰其它信号线路。它们通过外部接口通道影响控制器内部I/O接口的状态，并通过I/O接口进入控制器；
4.1.3接地干扰
由于接地不当形成接地环路产生的干扰；
4.1.4电磁（静电）干扰
如果在控制系统附近存在磁场、电磁场、静电场或电磁波辐射源，就可能通过空间感应，直接干扰系统中的各设备(控制器、驱动接口、转换接口等)和导线，使其中的电平发生变化，或产生脉冲干扰信号。
4.2抗干扰措施
用来抑制上述各种干扰信号的产生或防止干扰信号危害的抗干扰措施，既有针对各种干扰源的性质和部位而采取的措施，也有从全局出发而采取的提高产品可靠性的措施。
供电系统的抗干扰措施：针对交流供电网络这个干扰源所采取的抗干扰措施主要是稳压、滤波、隔离、分开走线。
增加电子交流稳压器：用来稳定220V单向交流进线电压，以提高电源电压的稳定性。
增加低通滤波器，用来滤去电源进线中的高频分量或脉冲电流。
加入隔离变压器，以阻断干扰信号的传导通路，并抑制干扰信号的强度。
在可靠性要求很高的地方，可采用不间断电源(具有备用直流电源)，以解决瞬时停电或瞬时电压降所造成的危害。
4.2.1滤波
滤波是抑制干扰传导的一种重要方法。由于干扰源发出的电磁干扰的频谱往往比要接收的信号的频谱宽得多，因而当接收器接收有用信号时，也会接收到那些不希望有的干扰。
图2为计算机电源采用的一种LC低通滤波器的接线图。含有瞬间高频干扰的220V工频电源通过截止频率为50Hz的滤波器，其高频信号被衰减，只有50Hz的工频信号通过滤波器到达电源变压器，保证正常供电。
图2 计算机电源采用的一种LC低通滤波器的接线图
4.2.2继电器隔离
继电器线圈和触点仅有机械上的联系，而没有直接的电的联系，因此可利用继电器线圈接收电信号，而利用其触点控制和传输电信号，从而可实现强电和弱电的隔离。同时，继电器触点较多，且其触点能承受较大的负载电流，因此应用非常广泛。
隔离变压器：对于交流信号的传输,一般使用变压器隔离干扰信号的办法。隔离变压器也是常用的隔离部件，用来阻断交流信号中的直流干扰和抑制低频干扰信号的强度.
4.2.3弱电转强电的抗干扰措施
首先采取吸收的方法抑制其产生，然后采取隔离的方法，阻断其传导。
采用RC电路或二极管和稳压二极管吸收在电感负载断开时产生的过电压，以消除强电干扰。
采用光隔离措施似防止驱动接口中的强电于扰及其它干扰信号进入控制器（图3）。
图3光隔离措施
4.2.4接地系统的抗干扰措施
要防止从接地系统传来的干扰，主要方法是切断接地环路，通常采用以下措施：
单点接地：由于接地点远而形成的环路，可采用单点接地方法。
并联接地：由于多个设备采用公用地线串联接地而形成的环路，可用并联接地方法。
光电隔离：对于用长线传输的数字信号，可用光电耦合器。
5、总结
为进一步发展机电一体化，必须提高信息处理设备的可靠性，并解决抗干扰的问题。
参考文献
魏俊民，周砚江．机电一体化系统设计．北京：中国纺织出版社，1998
电磁辐射传播途径范文6
【关键词】 电磁干扰 危害 改进措施
引言：
现代科学技术正在以不可预测的速度迅速发展，但高科技所带来的不仅仅是快捷与方便，其产生的污染也随处可见。随着人们对生活水平与生活质量的要求越来越高，电磁干扰这一重要的污染源受到了大家的广泛关注。随着电子产品与电气设备的频繁使用，各种频率不同、能量不同的电磁波在空间中分布越来越广。我国目前也在针对电磁干扰这一污染源进行合理的改进措施，并制定方案对其进行合理的控制。但由于现在的电子产品类型多样，其便利型的小型产品对干扰的敏感度反应越来越强烈，以致于其更容易受到电磁干扰损害。因此，加强对电磁干扰进行研究并降低其危害对提高电子产品的精确度与使用年限具有重要的作用。此外，不断更新电磁干扰的改进措施，有助于改善人类生活周围的电磁环境。
一、电磁干扰概述
电磁干扰（Electromagnetic Interference，EMI）产生于干扰源，它是一种来自于外部的、并会有损于有用信号的电磁现象，它常常可以干扰电缆信号并降低信号完整性。由电磁干扰源发出的电磁能，经某种传播途径会传输至敏感设备，此时，敏感设备又相应表现出某种形式的“响应”，并产生干扰的“效果”，这个作用过程及其结果，被称为电磁干扰效应。电磁干扰产生的干扰源一般为电磁辐射发生源，例如马达和机器等。电磁干扰产生的条件不仅需要有干扰源，还需要有对电磁信号敏感的接收器和合适的耦合路径。1981年英国科学家发表了”论干扰”的文章，此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。此举极大地加快了抗干扰的研究步伐，使电磁干扰的防护问题受到了大家的重视。
在人们的日常生活中，电磁干扰效应普遍存在，形式各异，常可分为两种，外部电磁干扰和内部电磁干扰。例如一般的电子产品在其外部和内部都存在着电磁干扰现象。外部干扰主要可分为自然界产生的（例如，地球大气的放电现象）和人为形成的（例如电吹风，电热器，手机产生的电磁干扰）。内部干扰则是由设备内部的寄生耦合现象而产生的。常说的电磁干扰是指电子设备除了设备本身需要的信号以外，还存在着外界电磁波对设备功能造成影响，如果干扰效应十分严重，设备或系统将会失灵，导致严重故障或事故，这被称为电磁兼容性故障。显而易见，电磁干扰已经成为了现代电子技术发展道路上必须逾越的巨大障碍。为了保障电子系统或设备的正常工作，必须研究电磁干扰，分析预测干扰，限制人为干扰强度，研究抑制干扰的有效技术手段，提高抗干扰能力，并对电磁环境进行合理化设计。
二、电磁干扰传播的危害
随着电子仪器及产品的使用力度加大，电磁干扰的现象日益严重，研究人员发现其带来的危害已不容小觑。电磁干扰不仅会对人类机体造成损害，还会给电子设备本身带来破坏。研究者需要对已有的抗干扰方法进行改进以便于其更适合实际应用，以便于提高其抗干扰能力。研究者还可以大力创新抗干扰方法，可以从抗干扰的原理入手，可以从电子设备的制作程序入手，可以从电子设备的周围环境入手，多学科融合，多种知识一起运用，更好的使多余的电流和磁通流入地面，从而降低磁场带来的干扰。
2.1 电磁干扰传播对人体的危害
电磁干扰对人体的危害一般可以分为热效应、非热效应和累积效应。首先，热效应是指人体中所含的水分在电磁干扰的作用下会发生水分子之间的摩擦，从而使机体体温异常升高，使机体内的细胞、组织和器官不能正常工作。常见的危害有：对人的眼睛造成损伤从而造成白内障，男性还可因体内水分的变化而产生不育现象。电磁波对人体的伤害同时与电磁的强弱有很大关系。其次，非热效应是指人体周围存在的微弱电场被电磁干扰所破坏，使微弱磁场处于不平衡状态。常见的会出现的现象有：人体内的免疫系统抵抗能力下降，体液免疫和细胞免疫的细胞和相关蛋白都在不同程度上降低；电磁干扰会使人的感觉系统不够敏感，对声音判断不够清楚，嗅觉能力下降；电磁干扰还会对我们人体的神经系统、内分泌系统等造成损害，人的反射弧会行动缓慢，对外界刺激不能及时反应，反射活动受到约束；使人的内分泌系统不同程度的失调。最后，累积效应主要是指在原有的电磁损伤还未完全发生复原之前，机体再次受到电磁损伤，长此以往，电磁辐射就会在机体内长久积累，引发机体的各种异常突变，从而影响机体的正常运行。
电磁干扰对人类的影响主要表现在对人体健康的不利。第一、电磁干扰目前是癌突变和心血管疾病的原因之一，长期经受电磁干扰的人更容易患心血管病和癌症等疾病；第二，电磁辐射除了对男性的性能力有影响以外，还会对女性的生殖能力造成损害，电磁辐射会造成孕妇流产，会使女性经期不调，会增大女性胎中婴儿畸形的可能性；第三，电磁干扰会损伤我们的神经系统，会使头部疼痛，会使记忆力减退，可能会使人们面临神经衰弱的病症。
2.2 电磁干扰传播对电子设备的危害
随着电子设备的应用越来越广泛，电磁干扰越来越趋于社会化，其对电子设备的危害也多种多样。首先，电磁干扰可以大规模的破坏无线电的通信，从而使电台信号不能顺利到达各个听众处，还可使电视信号出现混乱，屏幕出现雪花，条纹等现象。解决无线电通信距离变短的措施可以是增大发射机功率，但相应的电磁干扰也会越来越严重，从而陷入恶性循环之中；其次，信号塔的存在会对飞机场造成极大的影响，很多机场由于受附近的大功率电台的影响，在飞机起飞和降落时会出现偏差，因此，在乘坐飞机时应确保手机处于关机状态，以免影响飞机的正常运行。此外，在很多精密仪器的周围使用一些电子产品会使仪器发生错误；例如，在医院使用手机，就有可能使电子心脏起搏器停止运行，从而使病人处于危险之中；在实验中使用电子设备可能会使仪器读数发生偏差，从而使实验失败。
三、电磁干扰的改进措施
电磁干扰产生的危害已经严重影响到了我们的正常生活，所以积极探求解决方法成了当务之急。对电磁干扰的改进措施不仅可以从电磁辐射的源头解决，还可以通过改变其传播过程中的重要节点而起到防护作用。
3.1 改进屏蔽技术
屏蔽技术是指用导电或者导磁材料制成的盒子、板子或者管子这类产品并使它们在屏蔽电场、磁场和电磁场干扰中可以发挥重要的作用。常见的屏蔽技术是由电屏蔽、磁屏蔽和电磁屏蔽组成。
电场的屏蔽主要是为了隔离静电，防止电场发生耦合现象，从而防止电场的干扰。电子产品中的各个元件之间存在电场，干扰源和受感器之间很容易发生电容耦合。常见的电场屏蔽方法为用接地的金属板把干扰源和受感器之间相互隔开，使之不发生相互反应。改进此技术可以从改进金属板入手，使金属板的材质更加稳定，接地性更好，则可以更好的起到电场屏蔽的作用。磁场屏蔽的作用是阻止磁耦合现象的发生，磁场的屏蔽方法较多，一般与磁场的频率大小有关系。对于低频的磁场和恒定磁场来说，一般可以使用导磁性较好的铁做为屏蔽物，从而使磁通在铁中传播而避免过多的磁通流通在空气中；对于高频磁场来说，常采用金属圆环或者金属板来减少外界的磁场的影响，利用圆环产生的感应漩涡从而产生与外界磁场相反的磁场来抵消外界磁场的作用。对于电磁场来说，一般可采用接地的方法来避免高频交变电磁场的干扰。通过对接地材料的选择以及对接地材料的表面处理可以极大地改善电磁波的影响。
3.2 改进接地技术
改进电子设备的接地装置可以使电子设备内的电磁导入大地中，从而降低电磁场对电子设备造成的损伤。经常采用的接地方式有三类，分别是单点接地、多点接地以及浮地等。连接点的选择是效率高低的体现，选择连接点时应从大局考虑，从整体考虑。
单点接地是指电子设备与地面只有一个连接点。这种方法可以大大降低电子仪器内的回路电流产生的电场干扰，一般经常在低频的回路电子设备中采用此方法，例如电压测试仪器等。多点接地是指电子设备和地面之间具有多个连接点，彼此之间相互独立，该方法经常用于高频回路的电子设备中，主要是针对由于高频电流和其他电流共同作用设备时对设洳生的电磁干扰。各个连接点的独立性可以更好地起到抗干扰效果，多应用于高频电子设备中。浮地是指电子设备的电路和地面的连接线相互独立的一种方法。它可以避免回路的环流而引起的电磁干扰。一般电压表和电流表等电子设备会采用此种接地方法。
结语：文章主要介绍了电磁干扰的类型以及由于电磁场干扰的存在对人类和电子设备所带来的损害，并根据不同的干扰类型以及电子设备类型提出了相应的改进措施。但是随着科学技术的发展，越来越多的电子设备进入了大众视野，加剧了电磁干扰的危害，继而又导致了更为严重的电磁污染。研究电磁干扰现象具有重要的实际意义，一方面可以减少电磁干扰对人体的伤害，另一方面可以保证电子设备的正常运行以及其测量值的精确性和仪器的使用寿命。
参 考 文 献
[1] 王定华，编.电磁兼容性原理与设计[M].成都：电子科技大学出版社.
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[3] 卡哈尔江.艾海提.缘于牵引供电系统的铁路信号系统电磁干扰探析 [[J].中国高新技术企业，2012（28）.
