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電磁輻射傳播途徑范文1
【關鍵詞】電磁輻射； 危害； 防范
1 電磁污染源分析
什么是電磁污染？來自中國消費者協會的信息稱，電場和磁場的交互變化產生電磁波，電磁波向空中發射或匯汛的現象，叫電磁輻射。
影響人類生活環境的電磁污染源可分天然的和人為的兩大類。
1.1 天然電磁污染源
天然的電磁污染是某些自然現象引起的。最常見的是雷電，除了可能對電氣設備、飛機、建筑物等直接造成危害外，而且會在廣大地區從幾千赫到幾百兆赫以上的極寬頻率范圍內產生嚴重電磁干擾?；鹕絿姲l、地震和太陽黑子活動引起的磁暴等都會產生電磁干擾。天然的電磁污染對短波通信的干擾特別嚴重。
1.2 人為電磁污染源
人為的電磁污染主要有：（1）廣播電視發射設備：主要部門為各地廣播電視局：輻射特征為大功率定時全向發射；轉輸信號送至天線輻射出去。（2）通信雷達及導航發射設備：通信包括短波發射臺、微波通信站、地面衛星通信站、移動通信基站、專業通信網站、尋呼通信基站。通信、雷達及導航多為定向不定時發射，傳輸信號同樣通過天線輻射出去。（3）工業、科研、醫療高頻設備：該類設備把電能轉換為熱能或其它能量加以利用，某些設備例如切斷大電流電路時產生的火花放電，其瞬時電流變率很大，會產生很強的電磁干擾。它在本質上與雷電相同，只是影響區域較小。（4）電力系統電磁輻射：高壓輸電線包括架空輸電線和地下電纜；變電站包括發電廠（升壓站）和變壓器電站降壓站，它并不以電磁波形式向外輻射，但在近場區會產生嚴重電磁干擾。（5）交通系統電磁輻射干擾：電氣化鐵路、輕軌及電氣化鐵道、有軌電車、無軌電車等。（6）各種家用電器、電子設備、辦公自動化設備、移動通訊設備等電器裝置。只要它們處于操作使用狀態，它的周圍就會存在電磁輻射。
2 電磁幅射的危害
2.1 電磁幅射傳播途徑
電磁幅射是如何對人體產生影響的呢？電磁波由具有一定發射功率的電磁源產生，并通過空氣傳播，無色無味無形，進入人們的生活空間，可以穿透包括人體在內的多種物質，對人體健康構成一定威脅。
2.2 電磁輻射對人體健康產生的影響
據專家介紹，長期處于高電磁輻射環境下，可能會對人體健康產生以下影響：①對心血管系統的影響，表現為心悸，失眠，部分女性經期紊亂，心動過緩，心搏血量減少，竇性心率不齊，白細胞減少，免疫功能下降等。②對視覺系統的影響，表現為視力下降，引起白內障等。③對生殖系統的影響，表現為降低，男子質量降低，使孕婦發生自然流產和胎兒畸形等。④長期處于高電磁輻射的環境中，會使血液、淋巴液和細胞原生質發生改變；影響人體的循環系統、免疫、生殖和代謝功能，嚴重的還會誘發癌癥，并會加速人體的癌細胞增殖。⑤裝有心臟起搏器的病人處于高電磁輻射的環境中，會影響心臟起搏器的正常使用。
3 電磁幅射的防范
3.1 電磁輻射的一般防范
針對我們身邊接觸到的電磁輻射可能給消費者帶來的人身健康威脅，中國消費者協會鄭重發出2001年第9號消費警示，提醒廣大消費者：①多了解有關電磁輻射的常識，學會防范措施，加強安全防范。如：對配有應用手冊的電器，應嚴格按指示規范操作，保持安全操作距離等。②不要把家用電器擺放得過于集中，或經常一起使用，以免使自己暴露在超劑量輻射的危險之中。特別是電視、電腦、冰箱等電器更不宜集中擺放在臥室里。③各種家用電器、辦公設備、移動電話等都應盡量避免長時間操作。如電視、電腦等電器需要較長時間使用時，應注意至少每一小時離開一次，采用眺望遠方或閉上眼睛的方式，以減少眼睛的疲勞程度和所受輻射影響。④當電器暫停使用時，最好不要讓它們處于待機狀態，因為此時可產生較微弱的電磁場，長時間也會產生輻射積累。⑤對各種電器的使用，應保持一定的安全距離。如眼睛離電視熒光屏的距離，一般為熒光屏寬度的5倍左右；微波爐在開啟之后要離開至少一米遠，孕婦和小孩應盡量遠離微波爐；手機在使用時，應盡量使頭部與手機天線的距離遠一些，最好使用分離耳機和話筒接聽電話。
3.2 電磁輻射的特殊防范
人們如果長期涉身于超劑量電磁輻射環境中，應注意采取以下自我保護措施：（1）居住、工作在高壓線、變電站、電臺、電視臺、雷達站、電磁波發射塔附近的人員，佩戴心臟起搏器的患者，經常使用電子儀器、醫療設備、辦公自動化設備的人員，以及生活在現代電器自動化環境中的人群，特別是抵抗力較弱的孕婦、兒童、老人及病患者，有條件的應配備針對電磁輻射的屏蔽防護服，將電磁輻射最大限度地阻擋在身體之外。（2）電視、電腦等有顯示屏的電器設備可安裝電磁輻射保護屏，使用者還可配戴防輻射眼鏡，以防止屏幕輻射出的電磁波直接作用于人體。（3）手機接通瞬間釋放的電磁輻射最大，為此最好在手機響過一兩秒后或電話兩次鈴聲間歇中接聽電話。（4）電視、電腦等電器的屏幕產生的輻射會導致人體皮膚干燥缺水，加速皮膚老化，嚴重的甚至會導致皮膚癌，所以，在使用完上述電器后應及時洗臉。（5）多食用一些胡蘿卜、豆芽、西紅柿、油菜、海帶、卷心菜、瘦肉、動物肝臟等富含維生素A、C和蛋白質的食物，以利于調節人體電磁場紊亂狀態，加強肌體抵抗電磁輻射的能力。
電磁輻射傳播途徑范文2
關鍵詞：開關電源；電磁干擾；抑制措施；耦合
開關電源電磁干擾抑制的目的是使產品在一定的電磁環境下受到電磁干擾時，無性能的下降或故障，能工作正常，同時對電磁環境不構成污染。
一 開關電源電磁干擾的產生機理
開關電源產生的干擾，按噪聲干擾源種類來分，可分為尖峰干擾和諧波干擾兩種。若按耦合通路來分，可分為傳導干擾和輻射干擾兩種?，F在按噪聲干擾源來分別說明；
1、二極管的反向恢復時間引起的干擾
高頻整流回路中的整流二極管正向導通時有較大的正向電流流過，在其受反偏電壓而轉向截止時，由于pn結中有較多的載流子積累，因而在載流子消失之前的一段時間里，電流會反向流動，致使載流子消失的反向恢復電流急劇減少而發生很大的電流變化(di／dt)。
2 開關管工作時產生的諧波干擾
功率開關管在導通時流過較大的脈沖電流。例如正激型，推挽型和橋式變換器的輸入電流波形在阻性負載時近似為矩形波，其中含有豐富的高次諧波分量。當采用零電流、零電壓開關時，這種諧波干擾將會很小。另外，功率開關管在截止期間，高頻變壓器繞組漏感引起的電流突變，也會產生尖峰干擾。
3 交流輸入回路產生的干擾
無工頻變壓器的開關電源輸入端整流管在反向恢復期間會引起高頻衰減振蕩產生干擾。
開關電源產生的尖峰干擾和諧波干擾能量，通過開關電源的輸入輸出線傳播出去而形成的干擾稱之為傳導干擾；而諧波和寄生振蕩的能量，通過輸入輸出線傳播時，都會在空間產生電場和磁場。這種通過電磁輻射產生的干擾稱為輻射干擾。
4、其他原因
元器件的寄生參數，開關電源的原理圖設計不夠完美，印刷線路板(pcb)走線通常采用手工布置，具有很大的隨意性，pcb的近場干擾大，并且印刷板上器件的安裝、放置，以及方位的不合理都會造成emi干擾。
二 電磁干擾的相關理論
1、開關電源的主要電磁干擾源
開關電源中的電磁干擾源主要有開關器件、二極管和非線性無源元件。在開關電源中，印制 板布線不當也是引起電磁干擾的一個主要因數。
1.1 開關電路產生的電磁干擾
對開關電源來說，開關電路產生的電磁干擾是其主要干擾源之一。開關電路是開關電源的核 心，主要由開關管和高額變壓器組成。他產生的dv／dt具有較大的脈沖，頻帶較寬且諧波豐富。這種脈沖干擾產生的主要原因是：
(1) 開關管負載為高頻變壓器初級線圈，是感性負載。在開關導通瞬間，初級線圈產生很大的涌流，并在初級線圈的兩端出現較高的浪涌尖峰電壓．在開關管斷開瞬間，由于初級線圈的漏磁通，致使一部分能量沒有從一次線圈傳輸到二次線圈，儲藏在電感中的這部分能量將和集電極電路中的電容、電阻形成帶有尖峰的衰減振蕩，疊加在關斷電壓上，形成關斷尖峰電壓。這種電源電壓中斷會產生與初級線圈接通時一樣的磁化沖擊電流瞬變，這個噪聲會傳導到輸入輸出端，形成傳導干擾，重者有可能擊穿開關管。
(2) 脈沖變壓器初級線圈，開關管和濾波電容構成的高頻開關電流環路可能產生較大的空間輻射，形成輻射干擾，如果電容濾波容量不足或高頻特性不好，電容上的高頻阻抗會使高頻電流以差模方式傳導到交流電源中形成傳導干擾。
1.1.2 二極管整流電路產生的電磁干擾
主電路中整流二極管產生的反向恢復電流的1di／dt1遠比續流二極管恢復電流Idi／dtl小得多。作為電磁干擾源來研究，整流二極管反向恢復電流形成的干擾強度大，頻帶寬。整流二極管產生的電壓跳變遠小于電源中的功率開關管導通和關斷時產生的電壓跳變。因此，不計整流二極管產生的Idv／dtI和Idi／dtl的影響，而把整流電路當成電磁干擾耦合通道的一部分來研究也是可以的。
2、開關電源電磁干擾的耦合通道
開關電源通過耦合通道對自身產生干擾。通常多采用差模和共模干擾加以分析。
“共模干擾”是指干擾大小和方向一致，其存在于電源任何一相對大地，或中線對大地間。共模干擾也稱縱模干擾、不對稱干擾或接地干擾。是載流體與大地之間的干擾。
“差模干擾”是指干擾大小相等，方向相反，其存在于電源相線與中線之間。差模干擾也稱常模干擾、橫模干擾或對稱干擾?！み@是載流體之間的干擾。
共模干擾說明了干擾是由輻射或串擾耦合到電路中的。而差模干擾則說明了干擾是源于同一條電路的。通常這兩種干擾是同時存在的，由于線路阻抗的不平衡，兩種干擾在傳輸中還會互相轉化．所以情況非常復雜。
三 抑制干擾的幾種措施
形成電磁干擾的三要素是干擾源、傳播途徑和受擾設備。因而，抑制電磁干擾也應該從這3方面著手。首先應該抑制干擾源，直接消除干擾原因，其次是消除干擾源和受擾設備之間的耦合和輻射，切斷電磁干擾的傳播途徑；第三是提高受擾設備的抗擾能力，減低其對噪聲的敏感度。目前抑制干擾的幾種措施基本上都是用切斷電磁干擾源和受擾設備之間的耦合通道，它們確是行之有效的辦法。常用的方法是屏蔽、接地和濾波。
電磁輻射傳播途徑范文3
1.1電源干擾和電磁干擾
機械電子設備在應用過程中，受到的干擾主要有電源和電磁干擾兩種。電源干擾的種類有很多，變化性也較強。電源干擾從干擾原理上進行區分，可分為共模干擾和差模干擾兩種。共模干擾是指由于干擾電壓在信號線和信號地線上的幅度相同，導致干擾電流在導線與參考物體中構成的回路中流動，給機械電子設備帶來的干擾。差模干擾則是指干擾電壓存在與信號線及信號地線之間，并形成干擾電流回路，對機械電子設備帶來的干擾。電源干擾會導致機械電子設備產生較大的運行波動，影響機械電子設備的精度和運行穩定性。電磁干擾是指由于電磁輻射干擾電纜信號，并降低信號完好性的電子噪音干擾。電磁干擾是機械電子設備應用中面臨的常見干擾源。電磁干擾會以傳導和輻射兩種形式對電子設備產生影響，而在這兩種干擾形式中，輻射又是最為常見的干擾模式。在進行機械電子設備的設計和安裝使用中，必須要對電磁干擾進行預防，避免電磁干擾給設備運營帶來影響[1]。
1.2干擾的傳播途徑
電源干擾是由于電壓產生電流干擾機械設備的運行，因此其傳播是需要通過導線進行的。由于電源干擾發電壓較小，因此電源干擾會隨著導線的延長而逐漸減小。但是，電源干擾發生過程中由于電流具有波動性，由于電磁感應原理，會對周圍的空間產生一定的波動性電磁干擾，這種電磁干擾也會影響機械電子設備的穩定性。電磁干擾的傳播途徑主要有導線傳播與空間場傳播兩種。在機械電子設備使用中，經常會處于電磁干擾場中。干擾信號會以波的形式在設備空間內傳播，因此空間場傳播是電磁干擾的主要傳播途徑。
2排除電氣干擾的措施
2.1濾波器抗干擾
在受電源干擾嚴重的機械電子設備使用中，一般會在電源端安裝濾波器，減弱電源干擾對機械電子設備運行穩定性的影響。濾波器是一種由電容、電感和電阻組成的濾波電路，使用濾波器可以有效的濾除電源線中的某頻率的干擾信號，從而保證電源信號的穩定性，降低電源對機械電子設備的電氣干擾。
2.2電氣隔離抗干擾
導線是電源和電磁干擾的主要傳播途徑，在以電源線、信號線、控制線對機械電子設備的干擾影響了機械電子設備的平穩運營時，可以采用電氣隔離的方式，將電子設備的導線與設備進行隔離，避免電氣干擾對機械電子設備運行穩定性的影響。一般在應用電氣隔離抗干擾時用到的主要設備有脈沖變壓器或光電器件，對于模擬輸入信號干擾的隔離則可使用隔離放大器對主、回路信號進行處理。
2.3屏蔽抗干擾
屏蔽抗干擾是抗電磁干擾的重要方法，屏蔽抗干擾就是在機械電子設備周圍設計一個全封閉殼體，限制設備的電磁能力對周圍設備的干擾，同時防止外界的干擾對殼體內部的機電設備運行穩定性影響。由于電子設備在生產生活中的廣泛應用，目前屏蔽抗干擾已經成為對抗電磁干擾的常用方法。隨著不同干擾環境對屏蔽抗干擾的需要，這種抗干擾的方法還發展出許多不同的抗干擾措施。例如靜電屏蔽、雙層屏蔽、編制屏蔽、金屬隔網屏蔽等。屏蔽抗干擾能夠有效的排除各種電磁干擾，對低頻磁場干擾的排除效果尤為顯著。為了能夠將干擾信號控制在磁阻相當小的屏蔽體內，可以使用高導磁材料對干擾信號進行屏蔽。在抗干擾工程中，高導磁材料通常會被用來制作復合屏蔽電纜，這種復合屏蔽電纜通常包含3層：最里層是銅質電磁屏蔽層，內層是磁導率高的鐵磁材料，最外層則是高飽和低磁導率的鐵磁材料。這樣一來，干擾信號就會被一層一層地消耗掉，最終能夠傳輸到設備的干擾磁場就十分微弱了[2]。
2.4接地抗干擾
有效的接地是保證機械電子設備工作穩定性和設備安全的重要因素，接地抗干擾不僅能夠有效的避免電源干擾給機械電子設備帶來的影響，還能夠避免偶發電壓沖擊給機電設備帶來的沖擊危害。接地抗干擾系統包含系統第、屏蔽地、交流地和保護地等，如果接地系統比較混亂，不僅會影響設備的正常運行，還會威脅到機械電子設備的安全。機械電子設備的地線一般應包含3條不同種類，其中一條用于連接機殼，它應該與交流電源的地線相連接；一條用于與電動機及繼電器等設備相連，它又叫做噪聲地線；第三條用于與信號設備和數字接收器相連接，它也被叫做信號地線。在機械電子設備使用交流電源為供電電源的情況下，為了避免由于公共地線電位不均而產生干擾源，應該將保護地線與電源地線進行連接。
3結語
電磁輻射傳播途徑范文4
關鍵詞:變頻器干擾抑制
Abstract:Theapplicationoftheinvertersintheindustrialproductionisbecomingmoreand
moreuniversal，anditsinterfaceisbeingpaidmuchattention.Thesourceandspreadingrouteinthe
applicationsystemoftheinverterareintroducedinthispaper，somepracticalresolventsareputforward，andtheconcretemeasuresinthesystemdesignandinstallmentareexpounded.
Keywords：InverterInterfaceRestrain
[中圖分類號]TN973[文獻標識碼]B文章編號1561-0330(2003)06-00
1引言
變頻器調速技術是集自動控制、微電子、電力電子、通信等技術于一體的高科技技術。它以很好的調速、節能性能，在各行各業中獲得了廣泛的應用。由于其采用軟啟動，可以減少設備和電機的機械沖擊，延長設備和電機的使用壽命。隨著科學技術的高速發展，變頻器以其具有節電、節能、可靠、高效的特性應用到了工業控制的各個領域中，如變頻調速在供水、空調設備、過程控制、電梯、機床等方面的應用，保證了調節精度，減輕了工人的勞動強度，提高了經濟效益，但隨之也帶來了一些干擾問題。現場的供電和用電設備會對變頻器產生影響，變頻器運行時產生的高次諧波也會干擾周圍設備的運行。變頻器產生的干擾主要有三種：對電子設備的干擾、對通信設備的干擾及對無線電等產生的干擾。對計算機和自動控制裝置等電子設備產生的干擾主要是感應干擾；對通信設備和無線電等產生的干擾為放射干擾。如果變頻器的干擾問題解決不好，不但系統無法可靠運行，還會影響其他電子、電氣設備的正常工作。因此有必要對變頻器應用系統中的干擾問題進行探討，以促進其進一步的推廣應用。下面主要討論變頻器的干擾及其抑制方法。
2變頻調速系統的主要電磁干擾源及途徑
2.1主要電磁干擾源
電磁干擾也稱電磁騷擾（EMI），是以外部噪聲和無用信號在接收中所造成的電磁干擾，通常是通過電路傳導和以場的形式傳播的。變頻器的整流橋對電網來說是非線性負載，它所產生的諧波會對同一電網的其他電子、電氣設備產生諧波干擾。另外，變頻器的逆變器大多采用PWM技術，當其工作于開關模式并作高速切換時，產生大量耦合性噪聲。因此，變頻器對系統內其他的電子、電氣設備來說是一個電磁干擾源。另一方面，電網中的諧波干擾主要通過變頻器的供電電源干擾變頻器。電網中存在大量諧波源，如各種整流設備、交直流互換設備、電子電壓調整設備、非線性負載及照明設備等。這些負荷都使電網中的電壓、電流產生波形畸變，從而對電網中其他設備產生危害的干擾。變頻器的供電電源受到來自被污染的交流電網的干擾后，若不加以處理，電網噪聲就會通過電網電源電路干擾變頻器。供電電源對變頻器的干擾主要有過壓、欠壓、瞬時掉電；浪涌、跌落；尖峰電壓脈沖；射頻干擾。其次，共模干擾通過變頻器的控制信號線也會干擾變頻器的正常工作。
2.2電磁干擾的途徑
變頻器能產生功率較大的諧波，對系統其他設備干擾性較強。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、感應耦合。具體為：①對周圍的電子、電氣設備產生電磁輻射；②對直接驅動的電動機產生電磁噪聲，使得電動機鐵耗和銅耗增加，并傳導干擾到電源，通過配電網絡傳導給系統其他設備；③變頻器對相鄰的其他線路產生感應耦合，感應出干擾電壓或電流。同樣，系統內的干擾信號通過相同的途徑干擾變頻器的正常工作。下面分別加以分析。
（1）電磁輻射
變頻器如果不是處在一個全封閉的金屬外殼內，它就可以通過空間向外輻射電磁波。其輻射場強取決于干擾源的電流強度、裝置的等效輻射阻抗以及干擾源的發射頻率。變頻器的整流橋對電網來說是非線性負載，它所產生的諧波對接入同一電網的其它電子、電氣設備產生諧波干擾。變頻器的逆變橋大多采用PWM技術，當根據給定頻率和幅值指令產生預期的和重復的開關模式時，其輸出的電壓和電流的功率譜是離散的，并且帶有與開關頻率相應的高次諧波群。高載波頻率和場控開關器件的高速切換（dv/dt可達1kV/μs以上）所引起的輻射干擾問題相當突出。
當變頻器的金屬外殼帶有縫隙或孔洞，則輻射強度與干擾信號的波長有關，當孔洞的大小與電磁波的波長接近時，會形成干擾輻射源向四周輻射。而輻射場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干擾變頻器的正常工作。
（2）傳導
上述的電磁干擾除了通過與其相連的導線向外部發射，也可以通過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。比較典型的傳播途徑是：接自工業低壓網絡的變頻器所產生的干擾信號將沿著配電變壓器進入中壓網絡，并沿著其它的配電變壓器最終又進入民用低壓配電網絡，使接自民用配電母線的電氣設備成為遠程的受害者。
（3）感應耦合
感應耦合是介于輻射與傳導之間的第三條傳播途徑。當干擾源的頻率較低時，干擾的電磁波輻射能力相當有限，而該干擾源又不直接與其它導體連接，但此時的電磁干擾能量可以通過變頻器的輸入、輸出導線與其相鄰的其他導線或導體產生感應耦合，在鄰近導線或導體內感應出干擾電流或電壓。感應耦合可以由導體間的電容耦合的形式出現，也可以由電感耦合的形式或電容、電感混合的形式出現，這與干擾源的頻率以及與相鄰導體的距離等因素有關。
3抗電磁干擾的措施
據電磁性的基本原理，形成電磁干擾（EMI）須具備電磁干擾源、電磁干擾途徑、對電磁干擾敏感的系統等三個要素。為防止干擾，可采用硬件和軟件的抗干擾措施。其中，硬件抗干擾是最基本和最重要的抗干擾措施，一般從抗和防兩方面入手來抑制干擾，其總原則是抑制和消除干擾源、切斷干擾對系統的耦合通道、降低系統對干擾信號的敏感性。具體措施在工程上可采用隔離、濾波、屏蔽、接地等方法。
（1）隔離
所謂干擾的隔離是指從電路上把干擾源和易受干擾的部分隔離開來，使它們不發生電的聯系。在變頻調速傳動系統中，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干擾，電源隔離變壓器可應用噪聲隔離變壓器。
（2）濾波
設置濾波器的作用是為了抑制干擾信號從變頻器通過電源線傳導干擾到電源及電動機。為減少電磁噪聲和損耗，在變頻器輸出側可設置輸出濾波器。為減少對電源的干擾，可在變頻器輸入側設置輸入濾波器。若線路中有敏感電子設備，可在電源線上設置電源噪聲濾波器，以免傳導干擾。
（3）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，特別是以外部信號控制變頻器時，要求信號線盡可能短（一般為20m以內），且信號線采用雙芯屏蔽，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，周圍電子敏感設備線路也要求屏蔽。為使屏蔽有效，屏蔽罩必須可靠接地。
（4）接地
實踐證明，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部噪聲的耦合，防止外部干擾的侵入，提高系統的抗干擾能力。變頻器的接地方式有多點接地、一點接地及經母線接地等幾種形式，要根據具體情況采用，要注意不要因為接地不良而對設備產生干擾。
單點接地指在一個電路或裝置中，只有一個物理點定義為接地點。在低頻下的性能好；多點接地是指裝置中的各個接地點都直接接到距它最近的接地點。在高頻下的性能好；混合接地是根據信號頻率和接地線長度，系統采用單點接地和多點接地共用的方式。變頻器本身有專用接地端子PE端，從安全和降低噪聲的需要出發，必須接地。既不能將地線接在電器設備的外殼上，也不能接在零線上?？捎幂^粗的短線一端接到接地端子PE端，另一端與接地極相連，接地電阻取值<100Ω，接地線長度在20m以內，并注意合理選擇接地極的位置。當系統的抗干擾能力要求較高時，為減少對電源的干擾，在電源輸入端可加裝電源濾波器。為抑制變頻器輸入側的諧波電流，改善功率因數，可在變頻器輸入端加裝交流電抗器，選用與否可視電源變壓器與變頻器容量的匹配情況及電網允許的畸變程度而定，一般情況下采用為好。為改善變頻器輸出電流，減少電動機噪聲，可在變頻器輸出端加裝交流電抗器。圖1為一般變頻調速傳動系統抗干擾所采取措施。
以上抗干擾措施可根據系統的抗干擾要求來合理選擇使用。若系統中含控制單元如微機等，還須在軟件上采取抗干擾措施。
（5）正確安裝
由于變頻器屬于精密的功率電力電子產品，其現場安裝工藝的好壞也影響著變頻器的正常工作。正確的安裝可以確保變頻器安全和無故障運行。變頻器對安裝環境要求較高。一般變頻器使用手冊規定溫度范圍為最低溫度-10℃，最高溫度不超過50℃；變頻器的安裝海拔高度應小于1000m，超過此規定應降容使用；變頻器不能安裝在經常發生振動的地方，對振動沖擊較大的場合，應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境；不能安裝在潮濕環境中，如潮濕管道下面，應盡量采用密封柜式結構，并且要確保變頻器通風暢通，確?？刂乒裼凶銐虻睦鋮s風量，其典型的損耗數一般按變頻器功率的3%來計算柜中允許的溫升值。安裝工藝要求如下：
①確保控制柜中的所有設備接地良好，應該使用短、粗的接地線（最好采用扁平導體或金屬網，因其在高頻時阻抗較低）連接到公共地線上。按國家標準規定，其接地電阻應小于4歐姆。另外與變頻器相連的控制設備（如PLC或PID控制儀）要與其共地。
②安裝布線時將電源線和控制電纜分開，例如使用獨立的線槽等。如果控制電路連接線必須和電源電纜交叉，應成90°交叉布線。
③使用屏蔽導線或雙絞線連接控制電路時，確保未屏蔽之處盡可能短，條件允許時應采用電纜套管。
④確保控制柜中的接觸器有滅弧功能，交流接觸器采用R-C抑制器，也可采用壓敏電阻抑制器，如果接觸器是通過變頻器的繼電器控制的，這一點特別重要。
⑤用屏蔽和鎧裝電纜作為電機接線時，要將屏蔽層雙端接地。
⑥如果變頻器運行在對噪聲敏感的環境中，可以采用RFI濾波器減小來自變頻器的傳導和輻射干擾。為達到最優效果，濾波器與安裝金屬板之間應有良好的導電性。
4變頻控制系統設計中應注意的其他問題
除了前面討論的幾點以外，在變頻器控制系統設計與應用中還要注意以下幾個方面的問題。
（1）在設備排列布置時，應該注意將變頻器單獨布置，盡量減少可能產生的電磁輻射干擾。在實際工程中，由于受到房屋面積的限制往往不可能有單獨布置的位置，應盡量將容易受干擾的弱電控制設備與變頻器分開，比如將動力配電柜放在變頻器與控制設備之間。
（2）變頻器電源輸入側可采用容量適宜的空氣開關作為短路保護，但切記不可頻繁操作。由于變頻器內部有大電容，其放電過程較為緩慢，頻繁操作將造成過電壓而損壞內部元件。
（3）控制變頻調速電機啟/停通常由變頻器自帶的控制功能來實現，不要通過接觸器實現啟/停。否則，頻繁的操作可能損壞內部元件。
（4）盡量減少變頻器與控制系統不必要的連線，以避免傳導干擾。除了控制系統與變頻器之間必須的控制線外，其它如控制電源等應分開。由于控制系統及變頻器均需要24V直流電源，而生產廠家為了節省一個直流電源，往往用一個直流電源分兩路分別對兩個系統供電，有時變頻器會通過直流電源對控制系統產生傳導干擾，所以在設計中或訂貨時要特別加以說明，要求用兩個直流電源分別對兩個系統供電。
（5）注意變頻器對電網的干擾。變頻器在運行時產生的高次諧波會對電網產生影響，使電網波型嚴重畸變，可能造成電網電壓降很大、電網功率因數很低，大功率變頻器應特別注意。解決的方法主要有采用無功自動補償裝置以調節功率因數，同時可以根據具體情況在變頻器電源進線側加電抗器以減少對電網產生的影響，而進線電抗器可以由變頻器供應商配套提供，但在訂貨時要加以說明。
（6）變頻器柜內除本機專用的空氣開關外，不宜安置其它操作性開關電器，以免開關噪聲入侵變頻器，造成誤動作。
（7）應注意限制最低轉速。在低轉速時，電機噪聲增大，電機冷卻能力下降，若負載轉矩較大或滿載，可能燒毀電機。確需低速運轉的高負荷變頻電機，應考慮加大額定功率，或增加輔助的強風冷卻。
（8）注意防止發生共振現象。由于定子電流中含有高次諧波成分，電機轉矩中含有脈動分量，有可能造成電機的振動與機械振動產生共振，使設備出現故障。應在預先找到負載固有的共振頻率后，利用變頻器頻率跳躍功能設置，躲開共振頻率點。
5結束語
以上通過對變頻器運行過程中存在的干擾問題的分析，提出了解決這些問題的實際方法。隨著新技術和新理論不斷在變頻器上的應用，變頻器應用存在的這些問題有望通過變頻器本身的功能和補償來解決。隨著工業現場和社會環境對變頻器的要求不斷提高，滿足實際需要的真正“綠色”變頻器不久也會面世。
參考文獻
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電磁輻射傳播途徑范文5
關鍵詞：機電一體化 系統 干擾 措施
1、產生干擾的因素 1.1干擾的定義 干擾是指對系統的正常工作產生不良影響的內部或外部因素.從廣義上講,機電一體化系統的干擾因素包括電磁干擾,溫度干擾,濕度干擾,聲波干擾和振動干擾等等.電磁干擾是指在工作過程中受環境因素的影響,出現的一些與有用信號無關的,并且對系統性能或信號傳輸有害的電氣變化現象. 1.2 形成干擾的三個要素1.2.1.干擾源 產生干擾信號的設備被稱為干擾源,如變壓器,繼電器,微波設備,電機,無繩電話和高壓電線等都可以產生空中電磁信 1.2.2.傳播途徑 傳播途徑是指干擾信號的傳播路徑. 1.2.3.接收載體 接收載體是指受影響的設備的某個環節,該環節吸收了干擾信號,并轉化為對系統造成影響的電器參數.
2、電磁干擾的種類按干擾的耦合模式分類,電磁干擾分為以下五種類型.
2.1.靜電干擾2.2.磁場耦合干擾 磁場耦合干擾是指大電流周圍磁場對機電一體化設備回路耦合形成的干擾.2.3.漏電耦合干擾漏電耦合干擾是因絕緣電阻降低而由漏電流引起的干擾,多發生于工作條件比較惡劣的環境或器件性能退化,器件本身老化的情況下. 2.4.共阻抗干擾 共阻抗干擾是指電路各部分公共導線阻抗,地阻抗和電源內阻壓降相互耦合形成的干擾,這是機電一體化系統普遍存在的一種干擾.
2.5.電磁輻射干擾
由各種大功率高頻,中頻發生裝置,各種電火花以及電臺,電視臺等產生的高頻電 磁波向周圍空間輻射,形成電磁輻射干擾.雷電和宇宙空間也會有電磁波干擾信號.
3.干擾存在的形式
在電路中,干擾信號通常以串模干擾和共模干擾形式與有用信號一同傳輸.3.1. 串模信號 串模干擾是疊加在被測信號上的干擾信號,也稱橫向干擾.產生串模干擾的原因有分布電容的靜電耦合,長線傳輸的互感,空間電磁場引起的磁場耦合以及50Hz的工頻干擾等.在機電一體化系統中,被測信號是直流(或變化比較緩慢的)信號,而干擾信號經常是一些雜亂的波形并含有尖峰脈沖.
3.2.共模干擾
共模干擾往往是指同時加載在各個輸入信號接口端的共有的信號干擾.在電路中,檢測信號輸入A/D轉換器,A/D轉換器的兩個輸入端上即存在公共的電壓干擾.由于輸入信號源與主機有較長的距離,輸入信號Us的參考接地點和計算機控制系統輸入端參考接地點之間存在電位差Ucm.這個電位差就在轉換器的兩個輸入端上形成共模干擾.以計算機接地點為參考點,加到輸入點A上的信號為Us+Ucm,加到輸入點B上的信號為Ucm.
4.采取抗干擾措施
在機電一體化產品(或系統)中，電噪聲的干擾是產生元部件失效或數據傳輸、處理失誤、進而影響其可靠性的最常見和最主要的因素，這是機電一體化產品設計中不可忽視的問題之一。
電磁干擾是指在工作過程中受環境因素的影響，出現的一些與有用信號無關的，并且對系統性能或信號傳輸有害的電氣變化現象。
4.1干擾源
圖1所示：各種干擾源進入控制器的渠道，這些渠道可分為兩大類型：
一是傳導型，通過各種線路傳人控制器，相應的干擾源包括供電干擾、強電干擾和接地干擾等；
二是輻射型，通過空間感應進入控制器，相應的干擾源包括電磁干擾和靜電干擾等。
圖1各種干擾源的干擾渠道示意圖
4.1.1供電干擾
周圍大容量用電設備的負載變化和開、停時產生的電壓波動會引起的干擾。雷電感應也會產生沖擊電流。此外，突然斷電有可能引起控制數據丟失或程序紊亂；
4.1.2強電干擾
驅動電路中的強電元件如繼電器、電磁鐵和接觸器等感性負載，在斷電時會產生過電壓和沖擊電流，并通過電磁感應干擾其它信號線路。它們通過外部接口通道影響控制器內部I/O接口的狀態，并通過I/O接口進入控制器；
4.1.3接地干擾
由于接地不當形成接地環路產生的干擾；
4.1.4電磁（靜電）干擾
如果在控制系統附近存在磁場、電磁場、靜電場或電磁波輻射源，就可能通過空間感應，直接干擾系統中的各設備(控制器、驅動接口、轉換接口等)和導線，使其中的電平發生變化，或產生脈沖干擾信號。
4.2抗干擾措施
用來抑制上述各種干擾信號的產生或防止干擾信號危害的抗干擾措施，既有針對各種干擾源的性質和部位而采取的措施，也有從全局出發而采取的提高產品可靠性的措施。
供電系統的抗干擾措施：針對交流供電網絡這個干擾源所采取的抗干擾措施主要是穩壓、濾波、隔離、分開走線。
增加電子交流穩壓器：用來穩定220V單向交流進線電壓，以提高電源電壓的穩定性。
增加低通濾波器，用來濾去電源進線中的高頻分量或脈沖電流。
加入隔離變壓器，以阻斷干擾信號的傳導通路，并抑制干擾信號的強度。
在可靠性要求很高的地方，可采用不間斷電源(具有備用直流電源)，以解決瞬時停電或瞬時電壓降所造成的危害。
4.2.1濾波
濾波是抑制干擾傳導的一種重要方法。由于干擾源發出的電磁干擾的頻譜往往比要接收的信號的頻譜寬得多，因而當接收器接收有用信號時，也會接收到那些不希望有的干擾。
圖2為計算機電源采用的一種LC低通濾波器的接線圖。含有瞬間高頻干擾的220V工頻電源通過截止頻率為50Hz的濾波器，其高頻信號被衰減，只有50Hz的工頻信號通過濾波器到達電源變壓器，保證正常供電。
圖2 計算機電源采用的一種LC低通濾波器的接線圖
4.2.2繼電器隔離
繼電器線圈和觸點僅有機械上的聯系，而沒有直接的電的聯系，因此可利用繼電器線圈接收電信號，而利用其觸點控制和傳輸電信號，從而可實現強電和弱電的隔離。同時，繼電器觸點較多，且其觸點能承受較大的負載電流，因此應用非常廣泛。
隔離變壓器：對于交流信號的傳輸,一般使用變壓器隔離干擾信號的辦法。隔離變壓器也是常用的隔離部件，用來阻斷交流信號中的直流干擾和抑制低頻干擾信號的強度.
4.2.3弱電轉強電的抗干擾措施
首先采取吸收的方法抑制其產生，然后采取隔離的方法，阻斷其傳導。
采用RC電路或二極管和穩壓二極管吸收在電感負載斷開時產生的過電壓，以消除強電干擾。
采用光隔離措施似防止驅動接口中的強電于擾及其它干擾信號進入控制器（圖3）。
圖3光隔離措施
4.2.4接地系統的抗干擾措施
要防止從接地系統傳來的干擾，主要方法是切斷接地環路，通常采用以下措施：
單點接地：由于接地點遠而形成的環路，可采用單點接地方法。
并聯接地：由于多個設備采用公用地線串聯接地而形成的環路，可用并聯接地方法。
光電隔離：對于用長線傳輸的數字信號，可用光電耦合器。
5、總結
為進一步發展機電一體化，必須提高信息處理設備的可靠性，并解決抗干擾的問題。
參考文獻
魏俊民，周硯江．機電一體化系統設計．北京：中國紡織出版社，1998
電磁輻射傳播途徑范文6
【關鍵詞】 電磁干擾 危害 改進措施
引言：
現代科學技術正在以不可預測的速度迅速發展，但高科技所帶來的不僅僅是快捷與方便，其產生的污染也隨處可見。隨著人們對生活水平與生活質量的要求越來越高，電磁干擾這一重要的污染源受到了大家的廣泛關注。隨著電子產品與電氣設備的頻繁使用，各種頻率不同、能量不同的電磁波在空間中分布越來越廣。我國目前也在針對電磁干擾這一污染源進行合理的改進措施，并制定方案對其進行合理的控制。但由于現在的電子產品類型多樣，其便利型的小型產品對干擾的敏感度反應越來越強烈，以致于其更容易受到電磁干擾損害。因此，加強對電磁干擾進行研究并降低其危害對提高電子產品的精確度與使用年限具有重要的作用。此外，不斷更新電磁干擾的改進措施，有助于改善人類生活周圍的電磁環境。
一、電磁干擾概述
電磁干擾（Electromagnetic Interference，EMI）產生于干擾源，它是一種來自于外部的、并會有損于有用信號的電磁現象，它常?？梢愿蓴_電纜信號并降低信號完整性。由電磁干擾源發出的電磁能，經某種傳播途徑會傳輸至敏感設備，此時，敏感設備又相應表現出某種形式的“響應”，并產生干擾的“效果”，這個作用過程及其結果，被稱為電磁干擾效應。電磁干擾產生的干擾源一般為電磁輻射發生源，例如馬達和機器等。電磁干擾產生的條件不僅需要有干擾源，還需要有對電磁信號敏感的接收器和合適的耦合路徑。1981年英國科學家發表了”論干擾”的文章，此文章標志著研究干擾問題的開始。1989年英國郵電部門研究了通信中的干擾問題，使干擾問題的研究開始走向工程化和產業化。此舉極大地加快了抗干擾的研究步伐，使電磁干擾的防護問題受到了大家的重視。
在人們的日常生活中，電磁干擾效應普遍存在，形式各異，?？煞譃閮煞N，外部電磁干擾和內部電磁干擾。例如一般的電子產品在其外部和內部都存在著電磁干擾現象。外部干擾主要可分為自然界產生的（例如，地球大氣的放電現象）和人為形成的（例如電吹風，電熱器，手機產生的電磁干擾）。內部干擾則是由設備內部的寄生耦合現象而產生的。常說的電磁干擾是指電子設備除了設備本身需要的信號以外，還存在著外界電磁波對設備功能造成影響，如果干擾效應十分嚴重，設備或系統將會失靈，導致嚴重故障或事故，這被稱為電磁兼容性故障。顯而易見，電磁干擾已經成為了現代電子技術發展道路上必須逾越的巨大障礙。為了保障電子系統或設備的正常工作，必須研究電磁干擾，分析預測干擾，限制人為干擾強度，研究抑制干擾的有效技術手段，提高抗干擾能力，并對電磁環境進行合理化設計。
二、電磁干擾傳播的危害
隨著電子儀器及產品的使用力度加大，電磁干擾的現象日益嚴重，研究人員發現其帶來的危害已不容小覷。電磁干擾不僅會對人類機體造成損害，還會給電子設備本身帶來破壞。研究者需要對已有的抗干擾方法進行改進以便于其更適合實際應用，以便于提高其抗干擾能力。研究者還可以大力創新抗干擾方法，可以從抗干擾的原理入手，可以從電子設備的制作程序入手，可以從電子設備的周圍環境入手，多學科融合，多種知識一起運用，更好的使多余的電流和磁通流入地面，從而降低磁場帶來的干擾。
2.1 電磁干擾傳播對人體的危害
電磁干擾對人體的危害一般可以分為熱效應、非熱效應和累積效應。首先，熱效應是指人體中所含的水分在電磁干擾的作用下會發生水分子之間的摩擦，從而使機體體溫異常升高，使機體內的細胞、組織和器官不能正常工作。常見的危害有：對人的眼睛造成損傷從而造成白內障，男性還可因體內水分的變化而產生不育現象。電磁波對人體的傷害同時與電磁的強弱有很大關系。其次，非熱效應是指人體周圍存在的微弱電場被電磁干擾所破壞，使微弱磁場處于不平衡狀態。常見的會出現的現象有：人體內的免疫系統抵抗能力下降，體液免疫和細胞免疫的細胞和相關蛋白都在不同程度上降低；電磁干擾會使人的感覺系統不夠敏感，對聲音判斷不夠清楚，嗅覺能力下降；電磁干擾還會對我們人體的神經系統、內分泌系統等造成損害，人的反射弧會行動緩慢，對外界刺激不能及時反應，反射活動受到約束；使人的內分泌系統不同程度的失調。最后，累積效應主要是指在原有的電磁損傷還未完全發生復原之前，機體再次受到電磁損傷，長此以往，電磁輻射就會在機體內長久積累，引發機體的各種異常突變，從而影響機體的正常運行。
電磁干擾對人類的影響主要表現在對人體健康的不利。第一、電磁干擾目前是癌突變和心血管疾病的原因之一，長期經受電磁干擾的人更容易患心血管病和癌癥等疾病；第二，電磁輻射除了對男性的性能力有影響以外，還會對女性的生殖能力造成損害，電磁輻射會造成孕婦流產，會使女性經期不調，會增大女性胎中嬰兒畸形的可能性；第三，電磁干擾會損傷我們的神經系統，會使頭部疼痛，會使記憶力減退，可能會使人們面臨神經衰弱的病癥。
2.2 電磁干擾傳播對電子設備的危害
隨著電子設備的應用越來越廣泛，電磁干擾越來越趨于社會化，其對電子設備的危害也多種多樣。首先，電磁干擾可以大規模的破壞無線電的通信，從而使電臺信號不能順利到達各個聽眾處，還可使電視信號出現混亂，屏幕出現雪花，條紋等現象。解決無線電通信距離變短的措施可以是增大發射機功率，但相應的電磁干擾也會越來越嚴重，從而陷入惡性循環之中；其次，信號塔的存在會對飛機場造成極大的影響，很多機場由于受附近的大功率電臺的影響，在飛機起飛和降落時會出現偏差，因此，在乘坐飛機時應確保手機處于關機狀態，以免影響飛機的正常運行。此外，在很多精密儀器的周圍使用一些電子產品會使儀器發生錯誤；例如，在醫院使用手機，就有可能使電子心臟起搏器停止運行，從而使病人處于危險之中；在實驗中使用電子設備可能會使儀器讀數發生偏差，從而使實驗失敗。
三、電磁干擾的改進措施
電磁干擾產生的危害已經嚴重影響到了我們的正常生活，所以積極探求解決方法成了當務之急。對電磁干擾的改進措施不僅可以從電磁輻射的源頭解決，還可以通過改變其傳播過程中的重要節點而起到防護作用。
3.1 改進屏蔽技術
屏蔽技術是指用導電或者導磁材料制成的盒子、板子或者管子這類產品并使它們在屏蔽電場、磁場和電磁場干擾中可以發揮重要的作用。常見的屏蔽技術是由電屏蔽、磁屏蔽和電磁屏蔽組成。
電場的屏蔽主要是為了隔離靜電，防止電場發生耦合現象，從而防止電場的干擾。電子產品中的各個元件之間存在電場，干擾源和受感器之間很容易發生電容耦合。常見的電場屏蔽方法為用接地的金屬板把干擾源和受感器之間相互隔開，使之不發生相互反應。改進此技術可以從改進金屬板入手，使金屬板的材質更加穩定，接地性更好，則可以更好的起到電場屏蔽的作用。磁場屏蔽的作用是阻止磁耦合現象的發生，磁場的屏蔽方法較多，一般與磁場的頻率大小有關系。對于低頻的磁場和恒定磁場來說，一般可以使用導磁性較好的鐵做為屏蔽物，從而使磁通在鐵中傳播而避免過多的磁通流通在空氣中；對于高頻磁場來說，常采用金屬圓環或者金屬板來減少外界的磁場的影響，利用圓環產生的感應漩渦從而產生與外界磁場相反的磁場來抵消外界磁場的作用。對于電磁場來說，一般可采用接地的方法來避免高頻交變電磁場的干擾。通過對接地材料的選擇以及對接地材料的表面處理可以極大地改善電磁波的影響。
3.2 改進接地技術
改進電子設備的接地裝置可以使電子設備內的電磁導入大地中，從而降低電磁場對電子設備造成的損傷。經常采用的接地方式有三類，分別是單點接地、多點接地以及浮地等。連接點的選擇是效率高低的體現，選擇連接點時應從大局考慮，從整體考慮。
單點接地是指電子設備與地面只有一個連接點。這種方法可以大大降低電子儀器內的回路電流產生的電場干擾，一般經常在低頻的回路電子設備中采用此方法，例如電壓測試儀器等。多點接地是指電子設備和地面之間具有多個連接點，彼此之間相互獨立，該方法經常用于高頻回路的電子設備中，主要是針對由于高頻電流和其他電流共同作用設備時對設洳生的電磁干擾。各個連接點的獨立性可以更好地起到抗干擾效果，多應用于高頻電子設備中。浮地是指電子設備的電路和地面的連接線相互獨立的一種方法。它可以避免回路的環流而引起的電磁干擾。一般電壓表和電流表等電子設備會采用此種接地方法。
結語：文章主要介紹了電磁干擾的類型以及由于電磁場干擾的存在對人類和電子設備所帶來的損害，并根據不同的干擾類型以及電子設備類型提出了相應的改進措施。但是隨著科學技術的發展，越來越多的電子設備進入了大眾視野，加劇了電磁干擾的危害，繼而又導致了更為嚴重的電磁污染。研究電磁干擾現象具有重要的實際意義，一方面可以減少電磁干擾對人體的傷害，另一方面可以保證電子設備的正常運行以及其測量值的精確性和儀器的使用壽命。
參 考 文 獻
[1] 王定華，編.電磁兼容性原理與設計[M].成都：電子科技大學出版社.
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