電磁輻射傳播途徑精選(五篇)

序言：作為思想的載體和知識(shí)的探索者，寫作是一種獨(dú)特的藝術(shù)，我們?yōu)槟鷾?zhǔn)備了不同風(fēng)格的5篇電磁輻射傳播途徑，期待它們能激發(fā)您的靈感。

篇1

關(guān)鍵詞：電磁輻射；污染；輻射源；傳播途徑

近些年來(lái)，由于無(wú)線電廣播、無(wú)線移動(dòng)通信以及電視、雷達(dá)、遙感等事業(yè)的普及與發(fā)展，不僅射頻設(shè)備大幅增加，[1]其功率也呈現(xiàn)逐級(jí)增大的趨勢(shì)，造成人類生存的大氣中電磁輻射大幅增加，很多場(chǎng)所已達(dá)到能危害人類健康的邊限。電磁輻射也成為繼大氣污染、水污染和噪音污染后的第四污染[2]。而且由于電磁輻射無(wú)形、無(wú)色、無(wú)味，且可以穿透物質(zhì)，因此電磁污染的危害更應(yīng)該引起人們的警惕。

1 電磁輻射源的種類

電磁污染源可以分為天然和人為兩類電磁污染源。前者是由自然現(xiàn)象引起的，歷史由來(lái)已久，比如雷電、太陽(yáng)黑子活動(dòng)的磁爆、黑體放、銀河系恒星爆發(fā)等都能產(chǎn)生電磁輻射。

當(dāng)今世界的電磁污染主要來(lái)源于人為電磁輻射污染。人為電磁污染源一般可分為三類，（一）脈沖放電：切斷電路的大電流時(shí)產(chǎn)生的火花放電，類似于天然電磁污染中的雷[4]電，比如輝光、弧光放電 以及火花放電等。（二）工頻場(chǎng)源：無(wú)輻射電磁波，但在附近有較強(qiáng)的電磁場(chǎng)，以大功頻輸電線路產(chǎn)生的電磁污染為主，比如變壓器、發(fā)電機(jī)、交流高電壓輸電線等。（三）射頻場(chǎng)源：射頻電磁波是非電離輻射，其輻射總功率正比于電磁波頻率的平方，頻率越高輻射電磁波的能量越大。

2 電磁輻射污染的傳播途徑

一般電磁輻射污染的傳播途徑可以歸結(jié)為三類。

（1）導(dǎo)線傳播，根據(jù)集總電路理論，電路中的能量實(shí)際上是以電磁波的形式在電路附近的空中傳播的，所謂電磁能通過(guò)導(dǎo)線進(jìn)行傳播只是一種近似的說(shuō)法。

（2）空間輻射，電氣與電子設(shè)備的工作過(guò)程類似于一個(gè)發(fā)射天線，向空間輻射電磁能。這種輻射也分兩種，其中電磁能傳播以電磁感應(yīng)方式為主作用于附近的人體，稱為近[2]區(qū)場(chǎng)，比如微波爐、電磁爐、射頻電熱器、氦弧焊機(jī)、計(jì)算機(jī)、轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)以及各種醫(yī)療理療、檢測(cè)器械等。另一種是以空間放射方式施加于人體，稱為遠(yuǎn)區(qū)場(chǎng)，比如無(wú)線對(duì)講機(jī)、電臺(tái)和電視臺(tái)的發(fā)射機(jī)、雷達(dá)、衛(wèi)星通信裝置等。

3 電磁輻射的危害根據(jù)中華人民共和國(guó)電磁輻射防護(hù)規(guī)定（GB8702-88）[1，3]8h，電磁輻射防護(hù)限值的基本限值為：職業(yè)照射在每天工作期間內(nèi)，任意連續(xù) 6min 按全身平均的比吸收率（SAR）應(yīng)小于 0.1W/kg。公眾照射在一天 24h 內(nèi)，任意連續(xù) 6min 按全身平均的比吸收率（SAR）應(yīng)小于0.02w/kg。根據(jù)中華人民共和國(guó)標(biāo)準(zhǔn) GB16203-1996《作業(yè)場(chǎng)所工頻電場(chǎng)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定“作業(yè)場(chǎng)所工頻電場(chǎng)強(qiáng)度 8h 最高容許量為5kV/m”；根據(jù)電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) DL/T799.7-2002 規(guī)定“0.1mT 作為作業(yè)場(chǎng)所工頻磁場(chǎng)的最高容許量”。對(duì)高頻射頻波和甚高頻電磁波等還有專門的衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)限值。[4]鑒于此，電磁輻射污染的防護(hù) 要注重這些方面：輻射場(chǎng)強(qiáng)、頻率、輻射作用時(shí)間與作用周期、與輻射源的間距、作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境溫度和濕度、受體性別與年齡以及適應(yīng)與積累作用等。

4 了解我們身邊的電磁輻射污染

1）X 射線，X 射線雖然穿透能力強(qiáng)，但如果控制 X 射線量在較小的容許范圍內(nèi)，則影響不大。2）微波爐，所有的微波爐都使用2.45GHz 的微波，其正前方65cm 的地方，可測(cè)出 10mGS 的電磁波輻射，距離 2m 開(kāi)外，測(cè)到 1mGS。3）電磁爐，其灶面以上十公分處電磁波強(qiáng)度約840mGS，距離100 公分處電磁波的強(qiáng)度仍有 4.5mGS，遠(yuǎn)高于安全標(biāo)準(zhǔn)。4）電熱毯，其電磁輻射強(qiáng)度一般大于100mG。4）電吹風(fēng)，1200W 電吹風(fēng) 15cm 開(kāi)外電磁輻射值 50mG。5）電動(dòng)剃須刀，其中交流式剃須刀在電源啟動(dòng)時(shí)，在距離剃須刀刃 3cm 處，最大電磁輻射值15000mG。5）電腦，電腦顯示器和主機(jī)是電腦輻射最大的兩個(gè)部件。經(jīng)常使用電腦的建議每工作一小時(shí)休息十五分鐘，每周工作不超過(guò) 32 小時(shí)。6）手機(jī)，電磁波發(fā)生源開(kāi)始一個(gè)波長(zhǎng)之內(nèi)被稱作“邊近界”，當(dāng)手機(jī)貼在耳朵上時(shí)，頭部正好處在“邊近界”區(qū)域，且手機(jī)信號(hào)剛接通時(shí)，輸出功率最大，輻射也最大，建議距離人體2.5cm 處[5]。7）電視機(jī)，保持與電視機(jī)的距離為視屏尺寸乘以 6。

參考文獻(xiàn)：

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[2]鄭燕平，許萍，祝軍，呂玉新.淺談電磁輻 射對(duì)人體的危害與防護(hù)[J].中國(guó)環(huán)境管理干部學(xué)院學(xué)報(bào)，2007，Vol.17（2）：87-89.

[3]趙玉峰.現(xiàn)代環(huán)境中的電磁污染[M].北京：電子工業(yè)出版社，2003年11月.

[4]王生浩，文峰， 郝萬(wàn)軍，曹陽(yáng).電磁污染及電磁輻射防護(hù)材料--環(huán)境科學(xué)與技術(shù)，2006，Vol.29（12）：96-98.

篇2

【關(guān)鍵詞】電磁兼容；電磁干擾源；地線干擾；pcb

1.引言

眾所周知，研究電磁兼容主要研究三個(gè)方面，電磁干擾源，擾對(duì)象，傳播途徑等等[1]。pcb作為元器件的載體，他的性能將直接影響設(shè)備的好壞。只有這三要素同時(shí)滿足時(shí)，電磁干擾才能發(fā)生。所以要解決電磁干擾問(wèn)題時(shí)，必須對(duì)癥下藥，消除其中某個(gè)因素，就可以達(dá)到抑制電磁干擾的效果。

2.印制電路板的電磁環(huán)境分析

電磁輻射由空間中的電能量和磁能量?jī)刹糠纸M成，如正在發(fā)射訊號(hào)的射頻天線所發(fā)出的移動(dòng)電荷，便會(huì)產(chǎn)生電磁能量。從電磁頻譜來(lái)看，電磁輻射包括低頻電磁輻射和高頻電磁輻射。兩者之間還有無(wú)線紫外光、紅外線、電波、可見(jiàn)光和微波等。電磁輻射干擾對(duì)于電路板正常工作是不可估量的。

3.3 接地在電路板中設(shè)計(jì)的應(yīng)用

（1）盡量減小地線阻抗。減小地線阻抗的一個(gè)有效辦法是將多根導(dǎo)線并聯(lián)。例如當(dāng)兩根導(dǎo)線并聯(lián)時(shí)，其總電感L為：式中：，分別為兩根導(dǎo)線的自感；為兩根導(dǎo)線間的互感。

（2）正確選擇單點(diǎn)、多點(diǎn)或混合接地。當(dāng)信號(hào)工作頻率小于1MHz時(shí)，可以采用單點(diǎn)接地。并聯(lián)單點(diǎn)接主要應(yīng)用在低頻電路中，但是導(dǎo)線過(guò)多。串聯(lián)單點(diǎn)接地主要用在對(duì)同類電路或相互干擾較少的電路。多點(diǎn)接地主要適用于高頻電路多點(diǎn)接地。混合接地結(jié)合了單點(diǎn)接地和多點(diǎn)接地的特性，將設(shè)備低頻部分就近單點(diǎn)接地，高頻部分采用多點(diǎn)接地。

為此，可以針對(duì)不同的信號(hào)頻率及干擾性質(zhì)，根據(jù)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能，采用相應(yīng)的接地方式，將接地、屏蔽及濾波等措施結(jié)合使用。

利用Ansoft Designer對(duì)其進(jìn)行分析，對(duì)其E場(chǎng)分布圖和近場(chǎng)H 場(chǎng)分布圖進(jìn)行分析可知：發(fā)現(xiàn)其存在比較嚴(yán)重的電磁干擾，主要是由于元器件的不合理布局造成的。

因此我們需要從新考慮布局。所以在設(shè)備研制初始階段就開(kāi)展預(yù)測(cè)分析和設(shè)計(jì)，并全面規(guī)劃實(shí)施。把電磁兼容性設(shè)計(jì)和可靠性設(shè)計(jì)與產(chǎn)品的基本功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)同時(shí)進(jìn)行，并行開(kāi)展，在具體的工作中結(jié)合實(shí)際進(jìn)行合理的應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)

[1]張艷麗，安琪，王硯方.PCB板時(shí)鐘電路的電磁兼容設(shè)計(jì)[J].計(jì)算機(jī)仿真，2004（9）.

[2]侯傳教，楊智敏，王凱.印制線路EMC設(shè)計(jì)[J].電子工藝技術(shù)，2005（1）.

篇3

【關(guān)鍵詞】變頻器；干擾；抑制

隨著科技的發(fā)展，變頻器以節(jié)電、節(jié)能、可靠、高效的特性應(yīng)用于工業(yè)控制的各個(gè)領(lǐng)域中，同時(shí)因其良好的調(diào)速、節(jié)能性能在鉆井設(shè)備中也得到了廣泛使用。但隨之所帶來(lái)的系統(tǒng)電磁干擾（EMI）日益嚴(yán)重，相應(yīng)的抗干擾設(shè)計(jì)技術(shù)已變得越來(lái)越重要。變頻器系統(tǒng)的干擾有時(shí)能直接造成系統(tǒng)硬件損壞，有時(shí)雖不能損壞系統(tǒng)的硬件，但常使微處理器的系統(tǒng)程序運(yùn)行失控，導(dǎo)致控制失靈，造成設(shè)備和生產(chǎn)事故。

1 變頻調(diào)速系統(tǒng)的干擾源

電磁干擾也稱電磁騷擾，是以外部噪聲和無(wú)用信號(hào)在接收中所造成的電磁干擾，通過(guò)電路傳導(dǎo)和以場(chǎng)的形式傳播的。變頻器的整流橋?qū)﹄娋W(wǎng)來(lái)說(shuō)是非線性負(fù)載，它所產(chǎn)生的諧波會(huì)對(duì)同一電網(wǎng)的其他電子、電氣設(shè)備產(chǎn)生諧波干擾。另外，變頻器的逆變器大多采用PWM技術(shù)，當(dāng)工作于開(kāi)關(guān)模式并高速切換時(shí)，產(chǎn)生大量耦合性噪聲。因此，變頻器對(duì)系統(tǒng)內(nèi)其他的電子、電氣設(shè)備來(lái)說(shuō)是電磁干擾源。

變頻器能產(chǎn)生功率較大的諧波，對(duì)系統(tǒng)其他設(shè)備干擾性較強(qiáng)，其干擾途徑與一般電磁干擾途徑是一致的，主要分電磁輻射、傳導(dǎo)、感應(yīng)耦合。

（1）電磁輻射

變頻器若非處在一個(gè)全封閉的金屬外殼內(nèi)，它即可通過(guò)空間向外輻射電磁波，其輻射場(chǎng)強(qiáng)取決于干擾源的電流強(qiáng)度、裝置的等效輻射阻抗以及干擾源的發(fā)射頻率。變頻器的整流橋?qū)﹄娋W(wǎng)來(lái)說(shuō)是非線性負(fù)載，它所產(chǎn)生的諧波對(duì)接入同一電網(wǎng)的其它電子、電氣設(shè)備產(chǎn)生諧波干擾。變頻器的逆變橋大多采用PWM技術(shù)，當(dāng)根據(jù)給定頻率和幅值指令產(chǎn)生預(yù)期的和重復(fù)的開(kāi)關(guān)模式時(shí)，其輸出電壓和電流的功率譜是離散的，且?guī)в信c開(kāi)關(guān)頻率相應(yīng)的高次諧波群。高載波頻率和場(chǎng)控開(kāi)關(guān)器件的高速切換所引起的輻射干擾相當(dāng)突出。當(dāng)變頻器的金屬外殼帶有縫隙或孔洞，則輻射強(qiáng)度與干擾信號(hào)的波長(zhǎng)有關(guān)，當(dāng)孔洞的大小與電磁波的波長(zhǎng)接近時(shí)，會(huì)形成干擾輻射源向四周輻射，輻射場(chǎng)中的金屬物體還可能形成二次輻射，同樣，變頻器外部的輻射也會(huì)干擾變頻器的正常工作。

（2）傳導(dǎo)

上述電磁干擾除了通過(guò)與其相連的導(dǎo)線向外部發(fā)射，也可通過(guò)阻抗耦合或接地回路耦合將干擾帶入其它電路，與輻射干擾相比，其傳播的路程可以很遠(yuǎn)。比較典型的傳播途徑是：接自工業(yè)低壓網(wǎng)絡(luò)的變頻器所產(chǎn)生的干擾信號(hào)將沿著配電變壓器進(jìn)入中壓網(wǎng)絡(luò)，并沿著其它配電變壓器最終又進(jìn)入民用低壓配電網(wǎng)絡(luò)，使接自民用配電母線的電氣設(shè)備成為遠(yuǎn)程的受害者。

（3）感應(yīng)耦合

感應(yīng)耦合是介于輻射與傳導(dǎo)之間的第三條傳播途徑，當(dāng)干擾源的頻率較低時(shí)，干擾的電磁波輻射能力相當(dāng)有限，而該干擾源又不直接與其它導(dǎo)體連接，但此時(shí)的電磁干擾能量可通過(guò)變頻器的輸入、輸出導(dǎo)線與其相鄰的其他導(dǎo)線或?qū)w產(chǎn)生感應(yīng)耦合，在鄰近導(dǎo)線或?qū)w內(nèi)感應(yīng)出干擾電流或電壓。感應(yīng)耦合可以由導(dǎo)體間的電容耦合的形式出現(xiàn)，也可以由電感耦合的形式或電容、電感混合的形式出現(xiàn)，這與干擾源的頻率以及與相鄰導(dǎo)體的距離等因素有關(guān)。

根據(jù)電磁性的基本原理，形成電磁干擾須具備電磁干擾源、電磁干擾途徑、對(duì)電磁干擾敏感的系統(tǒng)等三個(gè)要素。為防止干擾，其總原則是抑制和消除干擾源、切斷干擾對(duì)系統(tǒng)的耦合通道、降低系統(tǒng)對(duì)干擾信號(hào)的敏感性。具體措施如下：a）隔離：指從電路上把干擾源和易受干擾的部分隔離開(kāi)來(lái)，使它們不發(fā)生電的聯(lián)系。在變頻調(diào)速傳動(dòng)系統(tǒng)中，通常是在電源和放大器電路之間的電源線上采用隔離變壓器以免傳導(dǎo)干擾，電源隔離變壓器可應(yīng)用噪聲隔離變壓器。b）濾波：為減少電磁噪聲和損耗，在變頻器輸出側(cè)可設(shè)置輸出濾波器；為減少對(duì)電源的干擾，可在變頻器輸入側(cè)設(shè)置輸入濾波器。若線路中有敏感電子設(shè)備，可在電源線上設(shè)置電源噪聲濾波器，以免傳導(dǎo)干擾。c）屏蔽：屏蔽干擾源是抑制干擾的最有效的方法，通常變頻器本身用鐵殼屏蔽，不讓其電磁干擾泄漏。輸出線最好用鋼管屏蔽，特別是以外部信號(hào)控制變頻器時(shí)，要求信號(hào)線盡可能為20m以內(nèi)，且信號(hào)線采用雙芯屏蔽，并與主電路及控制回路完全分離，不能放于同一配管或線槽內(nèi)，周圍電子敏感設(shè)備線路也要求屏蔽。為使屏蔽有效，屏蔽罩必須可靠接地。d）接地：實(shí)踐證明，接地往往是抑制噪聲和防止干擾的重要手段，良好的接地方式可在很大程度上抑制內(nèi)部噪聲的耦合，防止外部干擾的侵入，提高系統(tǒng)的抗干擾能力。變頻器的接地方式有多點(diǎn)接地、一點(diǎn)接地及經(jīng)母線接地等幾種形式，要根據(jù)具體情況采用，要注意不要因?yàn)榻拥夭涣级鴮?duì)設(shè)備產(chǎn)生干擾。e）正確安裝：變頻器對(duì)安裝環(huán)境要求較高，一般變頻器使用手冊(cè)規(guī)定溫度范圍為最低溫度-10℃，最高溫度不超過(guò)50℃；變頻器的安裝海拔高度應(yīng)小于1000m，超過(guò)此規(guī)定應(yīng)降容使用；變頻器不能安裝在經(jīng)常發(fā)生振動(dòng)的地方，對(duì)振動(dòng)沖擊較大的場(chǎng)合，應(yīng)采用加橡膠墊等防振措施；不能安裝在電磁干擾源附近；不能安裝在有灰塵、腐蝕性氣體等空氣污染的環(huán)境；不能安裝在潮濕環(huán)境中，如潮濕管道下面，應(yīng)盡量采用密封柜式結(jié)構(gòu)，并且要確保變頻器通風(fēng)暢通，確保控制柜有足夠的冷卻風(fēng)量，其典型的損耗數(shù)一般按變頻器功率的3%來(lái)計(jì)算柜中允許的溫升值。安裝工藝要求：確保控制柜中的所有設(shè)備接地良好，應(yīng)該使用短、粗的接地線連接到公共地線上；安裝布線時(shí)將電源線和控制電纜分開(kāi)，如果控制電路連接線必須和電源電纜交叉，應(yīng)成90°交叉布線；使用屏蔽導(dǎo)線或雙絞線連接控制電路時(shí)，確保未屏蔽之處盡可能短，條件允許時(shí)應(yīng)采用電纜套管。

2 變頻器控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用中注意的問(wèn)題

（1）在設(shè)備排列布置時(shí)，應(yīng)注意將變頻器單獨(dú)布置，盡量減少可能產(chǎn)生的電磁輻射干擾。在實(shí)際工程中應(yīng)盡量將容易受干擾的弱電控制設(shè)備與變頻器分開(kāi)。

（2）變頻器電源輸入側(cè)可采用容量適宜的空氣開(kāi)關(guān)作為短路保護(hù)，由于變頻器內(nèi)部有大電容，其放電過(guò)程較為緩慢，頻繁操作將造成過(guò)電壓而損壞內(nèi)部元件。

（3）控制變頻調(diào)速電機(jī)啟/停通常由變頻器自帶的控制功能來(lái)實(shí)現(xiàn)，否則，頻繁的操作可能損壞內(nèi)部元件。

（4）除了控制系統(tǒng)與變頻器之間必須的控制線外，盡量減少變頻器與控制系統(tǒng)不必要的連線，以避免傳導(dǎo)干擾。

（5）應(yīng)注意限制最低轉(zhuǎn)速。在低轉(zhuǎn)速時(shí)，電機(jī)噪聲增大，電機(jī)冷卻能力下降，若負(fù)載轉(zhuǎn)矩較大或滿載，可能燒毀電機(jī)。確需低速運(yùn)轉(zhuǎn)的高負(fù)荷變頻電機(jī)，應(yīng)考慮加大額定功率，或增加輔助的強(qiáng)風(fēng)冷卻。

3 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)以上對(duì)變頻器運(yùn)行過(guò)程中存在的干擾問(wèn)題的分析，提出了解決這些問(wèn)題的實(shí)際方法。隨著新技術(shù)和新理論不斷在變頻器上的應(yīng)用，存在的這些問(wèn)題有望通過(guò)變頻器本身的功能和補(bǔ)償來(lái)解決。隨著工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)和社會(huì)環(huán)境對(duì)變頻器要求的不斷提高，變頻器的EMC問(wèn)題一定會(huì)得到有效解決。

【參考文獻(xiàn)】

篇4

關(guān)鍵詞:礦用電力機(jī)車;電源;電磁干擾;抑制措施;

前言

由于鋰離子蓄電池技術(shù)的成熟，能量密度和使用安全性的提高，在很多行業(yè)都得到廣泛應(yīng)用，隨著鉛酸電池在煤礦的停止使用，在礦業(yè)領(lǐng)域以鋰離子蓄電池為動(dòng)力的機(jī)車也成為礦用機(jī)車發(fā)展的唯一方向。隨著2012年5月相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的頒布，部分產(chǎn)品在煤礦的實(shí)際應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)礦用電動(dòng)車和車載設(shè)備都存在比較嚴(yán)重電磁干擾。而鋰離子蓄電池本身在使用過(guò)程中存在爆炸、自燃等風(fēng)險(xiǎn)需要電池管理系統(tǒng)對(duì)鋰離子蓄電池進(jìn)行實(shí)時(shí)管控，因此提高礦用車載鋰離子蓄電池電源和與之關(guān)聯(lián)的動(dòng)力裝置的整體抗電磁干擾能力，對(duì)煤礦井下安全生產(chǎn)具有極為重要的意義［1－2］。本文針對(duì)在煤礦井下電磁環(huán)境復(fù)雜條件下，為礦用動(dòng)力機(jī)車電動(dòng)力系統(tǒng)可靠運(yùn)行，采取相應(yīng)的改進(jìn)措施。

1礦用動(dòng)力機(jī)車電動(dòng)力系統(tǒng)組成

礦用機(jī)車動(dòng)力系統(tǒng)主要包括:鋰離子蓄電池組、集成發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)器、發(fā)動(dòng)機(jī)、礦用電池管理系統(tǒng)(BMS)，直流開(kāi)關(guān)電源(DC－DC)，如圖1所示。電力機(jī)車用開(kāi)關(guān)電源本身就是一個(gè)大的電磁干擾源，同時(shí)煤礦井下環(huán)境相對(duì)封閉，也充滿了各種高壓電氣設(shè)備和變頻器設(shè)備，各種輻射的疊加，造成了較為復(fù)雜的電磁環(huán)境。通過(guò)對(duì)礦用電力機(jī)車的一種———無(wú)軌膠輪車各部件單獨(dú)工作狀態(tài)的測(cè)試分析發(fā)現(xiàn)，開(kāi)關(guān)電源和驅(qū)動(dòng)電機(jī)為環(huán)境的主要干擾源，而電池管理系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)整個(gè)系統(tǒng)的動(dòng)力和對(duì)電池的安全管理，是最需要進(jìn)行電磁保護(hù)的模塊［3－4］。

2井下電磁干擾分析

2.1開(kāi)關(guān)電源的干擾機(jī)理

礦用電力無(wú)軌膠輪車開(kāi)關(guān)電源的主要干擾方式為:高頻電流回路中容易產(chǎn)生極大的di/(dt)，形成浪涌電流，誘發(fā)磁場(chǎng)輻射源對(duì)空間形成磁場(chǎng)輻射;各級(jí)電壓變化的節(jié)點(diǎn)，特別在車輛啟停和突然加速階段會(huì)產(chǎn)生極高的du/(dt)，整個(gè)電路中以傳導(dǎo)的方式對(duì)電池管理系統(tǒng)造成干擾并對(duì)周圍環(huán)境進(jìn)行輻射干擾［5］。

2.2發(fā)動(dòng)機(jī)控制器

發(fā)動(dòng)機(jī)控制器采用的是脈沖寬度調(diào)制方式對(duì)礦用電力無(wú)軌膠輪車發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行控制，同開(kāi)關(guān)電源啟動(dòng)一樣會(huì)產(chǎn)生很大的高頻脈沖信號(hào)，其具有很大的du/(dt)。當(dāng)邏輯電路給驅(qū)動(dòng)電機(jī)提供一個(gè)高電平的控制信號(hào)時(shí)，半導(dǎo)體材料開(kāi)關(guān)的集電極和發(fā)射極電壓近似為0，即當(dāng)邏輯電路給驅(qū)動(dòng)電壓提供一個(gè)低電平的控制信號(hào)時(shí)，半導(dǎo)體材料開(kāi)關(guān)的集電極和發(fā)射極電壓近似為Ud，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)控制器不斷動(dòng)作，必然會(huì)伴隨一個(gè)瞬時(shí)的上升和下降時(shí)間，集電極和發(fā)射極之間就會(huì)形成一個(gè)近似梯形的脈沖電壓，如圖2所示，梯形波電壓幅值越大即集電極和發(fā)射極之間幅頻特性的幅值越大，當(dāng)控制器件產(chǎn)生較大的du/(dt)時(shí)，通過(guò)電纜中的寄生電容產(chǎn)生共模干擾電流，ic(t)=Cdudt該共模干擾產(chǎn)生電磁干擾在頻率一般分布在幾千赫茲到約三十兆赫茲之間。

2.3發(fā)動(dòng)機(jī)

目前礦用電力無(wú)軌膠輪車的主要?jiǎng)恿镮SG電機(jī)，該種電機(jī)的電流幅值和頻率隨著路況、車速以及輸出功率頻繁變化，其電機(jī)轉(zhuǎn)速與三向電流頻率之間的關(guān)系為:(1)P為ISG電機(jī)對(duì)數(shù)，通常電機(jī)對(duì)數(shù)為4;礦用電力無(wú)軌膠輪車啟動(dòng)階段電機(jī)轉(zhuǎn)速約為700～900r/min，在機(jī)車不同工況行駛階段電機(jī)轉(zhuǎn)速約為900～3500r/min，其中任一相電流A的表達(dá)式為:f(t)=f(t+kT)(2)傅里葉級(jí)數(shù)展開(kāi)為:式中第一項(xiàng)為直流分量，第二項(xiàng)以后為基波分量和其他高次諧波。隨著工況及車載電源的不同，礦用電動(dòng)機(jī)車電源輸入端的電流通常在60A～200A之間變化，頻率范圍在45～200Hz之間，同時(shí)根據(jù)式(3)諧波電流的幅值隨諧波次數(shù)疊加而快速減小，因此6次以后的諧波對(duì)周圍電磁輻射可基本忽略，所以礦用電動(dòng)機(jī)車發(fā)動(dòng)機(jī)及相應(yīng)的動(dòng)力電纜上產(chǎn)生的主要是低頻電磁干擾［6］。

3電磁干擾解決方案

各種可能產(chǎn)生電磁場(chǎng)的設(shè)備對(duì)周圍形成的干擾都需要具備三個(gè)要素:干擾源、干擾傳播路徑和易擾的敏感設(shè)備，這三個(gè)要素任何一個(gè)要素得到抑制，整個(gè)電磁兼容效果都會(huì)得到改善。由于煤礦井下生產(chǎn)特殊環(huán)境的限制，在相對(duì)狹小封閉的空間內(nèi)有大量的高壓電氣和變頻器設(shè)備并且在現(xiàn)有技術(shù)水平下不會(huì)有太大改變，所以只能接受外部干擾源的客觀存在，而解決干擾的方式就是通過(guò)結(jié)構(gòu)、材料、電氣電路等的改進(jìn)削弱干擾的傳播途徑和加強(qiáng)對(duì)敏感設(shè)備的保護(hù)，同時(shí)抑制自身內(nèi)部的干擾源的產(chǎn)生。(1)優(yōu)化傳播途徑中的干擾，首先改進(jìn)屏蔽體結(jié)構(gòu)，在裝配面涂導(dǎo)電膠并編制金屬絲線增加對(duì)干擾源的屏蔽能力;通過(guò)設(shè)計(jì)多個(gè)穿腔端子的方式使普通信號(hào)和相對(duì)高頻信號(hào)通過(guò)不同的穿腔端子實(shí)現(xiàn)各隔爆腔之間的通訊，并配置屏蔽電纜增加接地點(diǎn)，使信號(hào)間相互隔離，該種方法可以較好的解決礦用電動(dòng)機(jī)車發(fā)動(dòng)機(jī)所產(chǎn)生的低頻干擾。(2)增強(qiáng)易擾敏感設(shè)備的抗干擾能力，在各個(gè)易擾敏感模塊的電源端并入適量的電容，旁路開(kāi)關(guān)電源和電機(jī)啟動(dòng)帶來(lái)的高頻干擾，必要時(shí)加入電源濾波模塊隔離輸出的干擾信號(hào)。

4結(jié)論

經(jīng)過(guò)對(duì)已取得煤礦安標(biāo)的礦用電力無(wú)軌膠輪車整體電控系統(tǒng)電磁兼容性重新設(shè)計(jì)，礦用電力無(wú)軌膠輪車電控系統(tǒng)的工作穩(wěn)定性，電源管理系統(tǒng)的抗干擾能力和發(fā)動(dòng)機(jī)等動(dòng)力模塊的干擾抑制能力得到有效的提高。針對(duì)在礦用井下環(huán)境礦用電力無(wú)軌膠輪車的試驗(yàn)和數(shù)據(jù)分析，為豐富提高礦用電力機(jī)車的電磁兼容性優(yōu)化設(shè)計(jì)，進(jìn)一步完善行業(yè)檢驗(yàn)方法的起草、檢驗(yàn)有效性閥值的選取提供理論依據(jù)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的制定提供理論依據(jù)。

參考文獻(xiàn)

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［3］石晶，李運(yùn)杰，程浩．動(dòng)力電池組均衡充電的研究［J］．遼寧工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然版)，2013(4):96－99．

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篇5

當(dāng)車輪通過(guò)鋼軌接頭、道岔、車輪踏面擦傷和剝離在鋼軌上運(yùn)行時(shí)由于沖擊而產(chǎn)生的噪聲。三是摩擦噪聲(或尖嘯聲)，車輛通過(guò)小半徑曲線和道岔時(shí)產(chǎn)生的頻率較高的刺耳的“吱吱”聲。在曲線區(qū)段，盡管車輪踏面有一定錐度，車輛仍然不能以純滾動(dòng)運(yùn)行，要產(chǎn)生局部的橫向蠕動(dòng)，即所謂“卡滯—滑動(dòng)效應(yīng)”，結(jié)合車輪和軌道的振動(dòng)響應(yīng)，從而形成一種高音調(diào)強(qiáng)烈刺耳的尖嘯聲。了解噪聲源(即噪聲的發(fā)源地)、途徑(即噪聲是如何進(jìn)行傳送的)、接受點(diǎn)(即聽(tīng)見(jiàn)噪聲的人所處的位置)就可以有針對(duì)性地尋求降低噪聲的措施和途徑，對(duì)現(xiàn)存噪聲進(jìn)行防護(hù)，最大限度地減少對(duì)人體造成的損害。2)噪聲源強(qiáng)蘇州軌道交通一號(hào)線營(yíng)運(yùn)期間，列車通過(guò)時(shí)產(chǎn)生的噪聲和路邊噪聲疊加，對(duì)沿線環(huán)境將產(chǎn)生較大影響;地下線路隧道出入口的噪聲以及風(fēng)亭噪聲將影響局部聲環(huán)境;其它還有車輛段和變電所噪聲等。各類噪聲源強(qiáng)見(jiàn)表1和表2。另外，各種施工機(jī)械、運(yùn)輸車輛等將形成較強(qiáng)的噪聲源，聲級(jí)可達(dá)76～90dB(A)，在居民住宅集中區(qū)、學(xué)校等噪聲敏感區(qū)施工時(shí)，都會(huì)產(chǎn)生噪聲污染。

1)振動(dòng)的產(chǎn)生與傳播機(jī)理軌道交通振動(dòng)主要是由車輪與鋼軌的相互作用而產(chǎn)生，行駛中的列車。通過(guò)輪軌接觸點(diǎn)引起鋼軌周期性的上下振動(dòng)，再?gòu)牡来矀魅氲孛妫@是軌道的一種基本振動(dòng);當(dāng)車輪經(jīng)過(guò)鋼軌接縫處或鋼軌表面出現(xiàn)磨損時(shí)，車輪撞擊這些不連續(xù)部位就會(huì)在垂直速度上產(chǎn)生瞬時(shí)變化，這一變化可導(dǎo)致輪軌接觸點(diǎn)激發(fā)出巨大的力，從而激勵(lì)車輛和鋼軌振動(dòng)，這是一種沖擊振動(dòng)。軌道交通列車在地下行駛時(shí)，將會(huì)引起隧道振動(dòng)，這種振動(dòng)能通過(guò)地下土壤傳送到軌道交通附近的建筑物內(nèi)，將再次引起結(jié)構(gòu)物的振動(dòng)(如圖1所示)。這種振動(dòng)干擾不僅對(duì)地鐵沿線民宅、學(xué)校和醫(yī)院產(chǎn)生不良影響，而且可能對(duì)沿線基礎(chǔ)較差的建筑物造成損害。振動(dòng)波在土介質(zhì)中的傳遞過(guò)程，其作用機(jī)理及傳播特性與地震基本相同。這些振動(dòng)波遇到自由界面時(shí)，在一定條件下重新組合，形成一種彈性表面波，隨著離振源距離的不同，它們之間的能量也在改變。地面段的地表振動(dòng)是列車行駛時(shí)輪軌相互撞擊產(chǎn)生振動(dòng)圖1地鐵振動(dòng)產(chǎn)生與傳播示意的直接結(jié)果。輪軌撞擊以振動(dòng)的方式傳向道床，再經(jīng)道床傳向大地。列車行駛在高架橋上，輪軌撞擊造成的振動(dòng)向軌枕、道床及各種構(gòu)件傳遞振動(dòng)能量，從而激發(fā)跨梁和墩臺(tái)也發(fā)生振動(dòng)，并通過(guò)橋墩引起地表振動(dòng)向外傳播。2)振動(dòng)源強(qiáng)隧道振動(dòng)的強(qiáng)弱主要取決于隧道的結(jié)構(gòu)與重量、行車速度、輪軌表面磨損程度及隧道周圍的地層狀況。據(jù)調(diào)查，隧道加重一倍，其振動(dòng)可減小5dB;車輪表面磨損嚴(yán)重時(shí)，能使隧道振動(dòng)增加10dB，并使高頻振動(dòng)成分增加。經(jīng)測(cè)試，隧道底面的最大振動(dòng)級(jí)發(fā)生在250Hz附近，由于隧道周圍地層對(duì)高頻振動(dòng)的吸收，所測(cè)得的地表振動(dòng)頻率以63.5Hz為最高。蘇州地鐵軌下振動(dòng)源強(qiáng)類比國(guó)內(nèi)已建成地鐵振動(dòng)源強(qiáng)給出(見(jiàn)表3)。地下線在車速為45km/h，距線路1m處Z振級(jí)為85dB;地面線在碎石道床條件下，車速為45m/h，距線路1m處Z振級(jí)為100dB。

蘇州軌道交通一號(hào)線電磁輻射發(fā)生源分為固定污染源、流動(dòng)污染源和通信系統(tǒng)電磁輻射污染源。1)固定污染源固定污染源主要是蘇州樂(lè)園站和星明街站附近的兩座主變電站(110kV/35kV)。2)流動(dòng)污染源列車受電弓在接觸網(wǎng)的導(dǎo)線上滑動(dòng)時(shí)，由于接觸電阻的變化產(chǎn)生電平相對(duì)穩(wěn)定的頻帶很寬的無(wú)線電干擾電波;由分離開(kāi)的一系列脈沖產(chǎn)生連續(xù)噪聲，該脈沖系列的出現(xiàn)是隨機(jī)的，其周期也有長(zhǎng)有短，這類噪聲是在一般正常運(yùn)行速度下產(chǎn)生的，此類成份隨速度的提高而增加;因振動(dòng)或接觸導(dǎo)線有不光滑的地方，滑板和接觸導(dǎo)線之間經(jīng)常出現(xiàn)部分接觸不良并形成火花放電，產(chǎn)生孤立的脈沖干擾電波。滑板與接觸導(dǎo)線間的射頻干擾電流沿接觸網(wǎng)傳播并向空間輻射，其電磁輻射的影響將隨列車的運(yùn)動(dòng)、其地點(diǎn)變換和時(shí)間而變化。3)通信系統(tǒng)電磁輻射污染源蘇州軌道交通一號(hào)線無(wú)線通信系統(tǒng)對(duì)周圍環(huán)境的電磁輻射污染影響主要是450～460MHz或806～821MHz頻段、150/280MHz頻段和900MHz/1800MHz頻段的電磁波輻射。2.4景觀環(huán)境蘇州市是著名的歷史文化名城和國(guó)家重點(diǎn)旅游城市，其建筑物具有鮮明的江南水鄉(xiāng)特色。蘇州古城坐落在水網(wǎng)之中，街道依河而建，水陸并行，建筑臨水而造，前巷后河，小巧秀美，形成“小橋、流水、人家”的獨(dú)特風(fēng)貌。如何將散布于城市中的車站和風(fēng)亭等建筑物，尤其是建于公園等旅游點(diǎn)和風(fēng)景點(diǎn)附近的建筑物和周圍景觀和諧地統(tǒng)一起來(lái)，也是本工程的主要環(huán)境問(wèn)題之一。地鐵風(fēng)亭、聲屏障等建筑物如設(shè)計(jì)不當(dāng)，將造成景觀障礙，從另一個(gè)角度看，若這些建筑物的設(shè)計(jì)能反映蘇州江南水鄉(xiāng)的風(fēng)俗民情特點(diǎn)，將建筑物融入所處環(huán)境中，亦能形成新的城市景觀小品，起到美化城市的效果。

主要環(huán)境問(wèn)題防控對(duì)策

1噪聲污染防治措施

降低噪聲、減小振動(dòng)主要是通過(guò)衰減振源、避免結(jié)構(gòu)共振、隔離傳播途徑、吸聲等方法進(jìn)行，應(yīng)根據(jù)不同的防治目標(biāo)確定最佳的防治措施。3.1.1聲源治理措施對(duì)于軌道交通系統(tǒng)來(lái)說(shuō)線路防振降噪和機(jī)車防振降噪兩個(gè)方面是有一定限度的，從振源及聲源進(jìn)行控制是根本途徑。為此，蘇州軌道交通一號(hào)線從規(guī)劃設(shè)計(jì)上著手，采取了下列控制聲源的措施。全線正線、出入段線、試車線鋪設(shè)無(wú)縫線路，可有效降低列車運(yùn)行噪聲源強(qiáng)。在風(fēng)亭風(fēng)機(jī)的風(fēng)道中設(shè)置片式消聲器，平均降噪量按20～25dB設(shè)計(jì)，風(fēng)亭口排放噪聲按《城市區(qū)域環(huán)境噪聲標(biāo)準(zhǔn)》控制;選用低噪聲冷卻塔，風(fēng)口朝向背離敏感建筑。合理布置車輛段的高噪聲設(shè)備和車間的位置，并采取必要的消聲減振措施。3.1.2設(shè)置聲屏障城市軌道交通噪聲傳播的主要媒介是空氣。控制噪聲傳播途徑的基本原理是在噪聲傳播過(guò)程中，在聲源和接受點(diǎn)之間設(shè)置聲屏障，可明顯干涉聲波傳播，避免聲直達(dá)，使受聲點(diǎn)只接受透射聲和繞射聲，并可利用屏障本身所具有的吸音性能在傳播途徑中消耗聲能量，以降低接受點(diǎn)的聲能強(qiáng)度。根據(jù)環(huán)評(píng)報(bào)告所確定的噪聲敏感區(qū)，蘇州軌道交通一號(hào)線聲屏障設(shè)計(jì)范圍為靈天路至車輛段兩側(cè)以及試車線西側(cè)的居民樓。結(jié)合沿線的敏感建筑物高度、距離線路的位置、列車聲源的位置及噪聲標(biāo)準(zhǔn)要求，采用直立式全封閉聲屏障。其中5.5m高的聲屏障，從下部往上3.0～4.0m部分設(shè)置為透明部分，其余為吸聲板，頂部為透明耐力板(抗紫外線聚碳酸酯板)。聲屏障吸聲部分采用波浪型吸聲板，顏色和周圍環(huán)境相協(xié)調(diào)，使軌道交通噪聲聲源通過(guò)聲屏障兩側(cè)端輻射或繞射至受聲點(diǎn)的聲級(jí)值比通過(guò)聲屏障頂端繞射后到達(dá)受聲點(diǎn)的聲級(jí)值低10dB(A)以上。根據(jù)有關(guān)部門測(cè)量結(jié)果，蘇州一號(hào)線投入運(yùn)行后，敏感地段噪聲都沒(méi)有超標(biāo)。

2振動(dòng)污染防治措施

2.1振動(dòng)源減緩措施蘇州軌道交通一號(hào)線設(shè)計(jì)針對(duì)軌道的振動(dòng)源、振動(dòng)路徑采取了減振及隔振處理，使列車在運(yùn)行中引起的振動(dòng)得到有效的衰減，滿足環(huán)保要求，體現(xiàn)了地鐵“以人為本”的設(shè)計(jì)理念。①鋼軌接頭是產(chǎn)生輪軌沖擊的主要因素之一，全線正線、出入段線、試車線采用重型鋼軌無(wú)縫線路和雙層橡膠墊板的彈性分開(kāi)式扣件，以減少輪軌間的沖擊，起到減振、減噪的作用，可以達(dá)到一定減振效果。②為減小梁軌作用力，在梁端，扣件的軌下墊板采用復(fù)合膠板;在梁中部，扣件的軌下墊板采用普通橡膠墊板。③根據(jù)環(huán)保要求，采取分級(jí)減振措施。一般減振地段(減振要求＜5dB)采用彈性減振扣件，較高減振地段(減振要求＜10dB)采用軌道減振器扣件減振。④控制軌道不平順是降低輪軌之間振動(dòng)與噪聲的有效措施，加強(qiáng)軌道不平順管理，制定嚴(yán)格的養(yǎng)護(hù)維修計(jì)劃，定期對(duì)鋼軌頂面不平度進(jìn)行打磨、車輪鏇圓，使軌面平順，輪軌接觸良好，以減少振動(dòng)和噪聲。測(cè)試結(jié)果表明:鋼軌打磨后，在振動(dòng)頻率為8～100Hz范圍內(nèi)，振動(dòng)水平下降4～8dB，站臺(tái)上的振動(dòng)水平下降5～15dB。2.2軌道減振措施蘇州軌道交通一號(hào)線為了軌道減振，采取了下列措施:①軌道專業(yè)的減振措施以敏感點(diǎn)所在功能區(qū)標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù);②本工程預(yù)測(cè)振動(dòng)超標(biāo)值不大，對(duì)環(huán)評(píng)預(yù)測(cè)的控保建筑，采用軌道減振器扣件可降低振動(dòng)10dB左右;③對(duì)所在功能區(qū)，按1類標(biāo)準(zhǔn)預(yù)計(jì)白天振動(dòng)超標(biāo)的地區(qū)采用軌道減振器扣件降低振動(dòng)、固體聲的影響;④兩線交叉地段的減振問(wèn)題是各城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)化建設(shè)之后帶來(lái)的新問(wèn)題，為避免兩線間的相互振動(dòng)空腔放大作用，減小兩線間的振動(dòng)相互干擾，減少兩結(jié)構(gòu)之間的動(dòng)荷載傳遞，應(yīng)采取軌道減振器扣件減振。2.3全線減振措施①道岔采用可焊接的9號(hào)曲線型尖軌道岔，消除接頭;②對(duì)鋼軌頂面不平度進(jìn)行打磨，使軌面平順，輪軌接觸良好，以減少振動(dòng)和噪音;③小半徑曲線鋼軌側(cè)面涂油，不僅可減少鋼軌側(cè)面磨耗，也可減少由摩擦和不均勻磨耗引起的輪軌振動(dòng)與噪聲;④軌道施工時(shí)，嚴(yán)格控制施工技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)軌道進(jìn)行經(jīng)常性的養(yǎng)護(hù)維修，保持其良好狀態(tài)，保證列車運(yùn)行平穩(wěn)。蘇州軌道交通一號(hào)線設(shè)計(jì)采用軌道減振器扣件減振，可以使軌道交通沿線基本達(dá)到1類居民、文教區(qū)標(biāo)準(zhǔn)。采用軌道減振器扣件減振的軌道長(zhǎng)度為單線13742m。對(duì)沿線有較高減振和特殊減振地段，分別采用了軌道減振器扣件和鋼彈簧浮置板道床減振。

3電磁輻射污染防治措施

①主變電站110kV高壓進(jìn)線采用地下電纜，考慮土壤及電纜自身絕緣的屏蔽作用，可有效防止高壓輸電線的電磁輻射影響;②變電站采用戶內(nèi)型，變電設(shè)備置于室內(nèi)，房屋建筑可以屏蔽一部分電磁輻射，避免陰雨天的高壓放電;③高架線路接觸網(wǎng)接頭盡量避免設(shè)置在居民住宅附近，以降低受電弓離線打火對(duì)居民電視收視效果的影響。

4綠化及景觀優(yōu)化設(shè)計(jì)