车辆电磁兼容基础：电动机电磁骚扰及相关因素分析

随着汽车电气技术的发展，电动机在汽车上的应用越来越广泛，功率从几瓦到几十千瓦都有。汽车电动机主要有起动电动机、冷却系统电动机、空调系统电动机、刮水器电动机、车窗电动机、座椅电动机；各式泵类的电动机如气泵、油泵、真空泵电动机；特殊用途的电动机，如天线传动电动机、反光镜变向电动机、自动门电动机、电子锁电动机、计价器电动机等。

电动机的类型主要有直流电动机、感应电动机、永磁电动机和开关磁阻电动机，这些电动机一般用作驱动电动机。还有就是微电动机，微电动机在汽车零部件中的应用非常广泛，一台轿车上就有至少几十台，在发动机、车身和底盘三大部件及附件中都有着大量的应用。它是实现汽车起动、制动、转向、调速和发动机冷却等基本功能的执行器件，也是稳定车身、防制动抱死等安全性能的执行器，同时也是控制汽车空调、暖风、座椅、摇窗等舒适性相关系统的主要执行器件。

电动机电磁骚扰主要是指绕组中突变磁场与换向器和电刷之间产生的火花放电。这些骚扰的电磁波频率约为10Hz～1000MHz，频带很宽；场强有垂直极化和水平极化两种，场强与频率基本呈正态分布。电动机的骚扰脉冲峰值与电动机的结构、工作负载、绕组绝缘老化、换向器与电刷的间隙及磨损等诸多因素有关。

1.绕组中突变磁场产生干扰或老化

如果通过电动机绕组的电流通路切断，则绕组中的磁场突然消失，绕组上会产生上百伏甚至上千伏的瞬变过电压。瞬变过电压与负载的大小以及线路的阻抗有关。这种电压类似于一阶电路的指数衰减曲线形状，它能导致极大的能量泄放。被释放的能量窜入控制回路，对系统中其他电子装置产生巨大电能冲击，干扰其正常工作，最终导致设备、系统的功能失控和逻辑判断出错，甚至击穿或烧毁系统中的其他电器元件。

例如，当电动机在额定负载下正常工作时供电电流突然被切断，这时，电枢仍在高速旋转，在定子的励磁下，转子电枢绕组会产生自感电动势，感应电动势与原电枢电动势同方向叠加，形成过电压，其瞬态峰值可达额定电压的6～8倍，上升时间约为100s，并按指数规律衰减至电枢停止转动。(www.xing528.com)

另一种出现瞬变过电压的情况是：在供电电流被突然切断时，绕组中会产生电感性负载冲击，其瞬变电压大多表现为先后出现的高幅值的负向脉冲和低幅值的正向脉冲，最高峰值可达到额定电压的10倍以上，持续时间约为300ms。

2.换向器与电刷间的火花放电

对电刷式电动机而言，电刷和换向器之间产生火花放电，同时引起频谱极宽的噪声（从中波到甚高频波段内是连续分布的），它对很多电子设备在很大范围内造成骚扰。

3.其他因素

为了屏蔽电磁骚扰，大多数电动机采用了封闭的金属外壳，但是由于封闭材料、方式不当，以及电动机电源引出线（包括接地线）和外壳上的孔，会产生大量的电磁泄漏，对系统的内外电子装置同样会产生干扰。此外，某些电动机存在装配不当等质量问题，如绝缘损坏、接触不良、引脚存在板间寄生电容等，这些都会使电动机的电磁干扰增强。