在我們碰到的直流電機(jī)的電磁兼容問題上，通常是具有換向氣的直流電機(jī)（轉(zhuǎn)子勵(lì)磁調(diào)速電機(jī)等類同）在電機(jī)運(yùn)行的過程中會(huì)產(chǎn)生一定的電磁騷擾。

由于在直流電動(dòng)機(jī)或直流發(fā)電機(jī)在運(yùn)行時(shí)，電樞繞組器件由某一支路進(jìn)入另一支路時(shí)，電路中的電流及電動(dòng)勢都會(huì)改變方向，而繞組中電流方向的改變，都是由換向器和電刷所組成的機(jī)械裝置來完成。不良的換向條件將使電刷產(chǎn)生電火花，由電火花放電引起的電磁騷擾，其頻譜很寬；其強(qiáng)度也會(huì)隨著火花放電的等級(jí)大小變化而變化。注意：直流電機(jī)在換向時(shí)換向器與電刷間產(chǎn)生的火花是電磁騷擾產(chǎn)生的最直接原因！

A．先對如下?lián)Q向電機(jī)的內(nèi)部簡單的結(jié)構(gòu)分析：直流驅(qū)動(dòng)電機(jī)＆直流驅(qū)動(dòng)風(fēng)機(jī)

如圖中：換向器與繞組碳刷接觸面是電流突變的交變點(diǎn)。由此產(chǎn)生傳導(dǎo)反射和輻射發(fā)射！

直流電機(jī)在換向過程中，電樞繞組器件中的電流在改變方向時(shí)，其中存在電抗電動(dòng)勢和電樞反應(yīng)電動(dòng)勢，它們的方向和電樞電流的方向一致，始終阻礙換向元器件中的電流變化，使換向過程延遲，從而產(chǎn)生電磁性的火花！

如圖中：直流風(fēng)機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)也存在換向器與繞組碳刷接觸面產(chǎn)生電流火花點(diǎn)。由此產(chǎn)生傳導(dǎo)反射和輻射發(fā)射！

如圖中：一般電刷和換向器運(yùn)行時(shí)的情況

電刷的底面做成斜面，電刷開始運(yùn)行時(shí)斜面的一條邊與換向器的面接觸，運(yùn)行一段時(shí)間后這個(gè)邊成了弧形底面變成圓柱面；這個(gè)圓柱面和換向器的圓柱面磨合得非常好，電刷的火花和噪聲都會(huì)很??！

B．直流電機(jī)換向器其電磁場的分布有對稱性

換向器電磁火花可以分為以下幾個(gè)等級(jí)

1．1級(jí)沒有火花

2．1級(jí)在電刷下有一小部分地方有微弱點(diǎn)狀火花；

3．1級(jí)在大部分電刷下有微弱火花；

4．2級(jí)在全部電刷邊緣上有很大的火花，僅在短時(shí)過載或短時(shí)沖擊負(fù)載時(shí)，才允許出現(xiàn)這級(jí)火花；

5．3級(jí)在全部電刷邊緣上有很大的火花，且火星向外飛濺。僅在無變阻器起動(dòng)與電機(jī)反轉(zhuǎn)時(shí)才允許出現(xiàn)這級(jí)火花，但是應(yīng)保證換向器與電刷能正常工作！

C．直流電機(jī)的騷擾源的抑制

一般來講，電刷下的火花是換向不良的表現(xiàn)，火花超過一定的限度是會(huì)影響電機(jī)正常工作的，但也不必去要求沒有火花，如果是只有微弱的火花，電機(jī)仍可照常工作。對正常工作的電機(jī)，它的火花等級(jí)不能達(dá)到2級(jí)。從電機(jī)的電磁騷擾抑制角度來說，當(dāng)電機(jī)電刷下的火花大于或等于2級(jí)時(shí)，我們應(yīng)該先從改善電機(jī)換向角度來抑制電磁騷擾！

在電機(jī)電刷下的火花小于1．5級(jí)時(shí)，我們才考慮使用騷擾抑制器來抑制電機(jī)的電磁騷擾。這才是我下面要從電路機(jī)理來設(shè)計(jì)優(yōu)化電機(jī)的電磁騷擾的設(shè)計(jì)！

D．直流電機(jī)的EMI的設(shè)計(jì)

通過如上的設(shè)計(jì)機(jī)理：在緊靠電機(jī)的電源輸入端采用騷擾抑制器，吸收式低通濾波器；為電機(jī)的騷擾源提供一個(gè)低阻抗通路同時(shí)在電源線上吸收和限制騷擾源通過電源線電纜對外的輻射，由此達(dá)到EMI的設(shè)計(jì)優(yōu)化目的！因此在電源輸入線上串接濾波器是最直接的方法！

直流電機(jī)的噪聲源（騷擾源）：電機(jī)的換向電流的變化

噪聲特性：內(nèi)部機(jī)構(gòu)－換向器－碳刷機(jī)構(gòu)－電源引線－電磁場－定子－外殼（金屬）－接地端！

發(fā)射路徑：電機(jī)的連接線電纜，地連接線等等！

如下推薦設(shè)計(jì)的抑制原理圖如下：

圖中1，2為濾波器的輸入端；3，4端為換向電機(jī)連接端

直流電機(jī)的典型EMI的設(shè)計(jì)優(yōu)化電路結(jié)構(gòu)如下：

上述為通用的直流電機(jī)的EMI設(shè)計(jì)電路，圖中兩線差模間的電容使用X電容，推薦參數(shù)104－474；當(dāng)偏重于抑制騷擾功率時(shí)可選用104；偏重于抑制騷擾電壓時(shí)可選用474；對于圖中的穿芯電容器（三端電容）推薦1nF－10nF主要是騷擾功率的抑制；有些系統(tǒng)考慮成本及兼容設(shè)計(jì)可以使用Y電容的設(shè)計(jì)推薦設(shè)計(jì)值471－472；電路中的穩(wěn)定電阻R可調(diào)整濾波器的Q值同時(shí)還是X電容的放電電阻；跟直流電機(jī)最近的電感L3，L4能有效抑制電機(jī)換向器的電磁火花！

注意L3，L4應(yīng)盡可能接近碳刷端連接；在小容量的電機(jī)中一般設(shè)計(jì)此電感L3＝L4＝60uH—200uH；L3，L4主要起補(bǔ)償延遲換向作用，提高電機(jī)換向器件的電平衡性能，抑制換向器的電磁火花；

1．在無接地線的可移動(dòng)或手持式產(chǎn)品中，可將騷擾抑制濾波器的接地端與直流電機(jī)的金屬外殼連接；

2．在一些有接地線的電機(jī)使用場合，接地線過長時(shí)高頻接地效果可能變得比較差！需要注意電機(jī)的接地連接線問題；

3．如果使用穿芯電容接地外殼高頻阻抗應(yīng)盡可能小，芯引出線盡可能短以減小電磁耦合；

4．電路中的共模電感對EMI的作用也很明顯，在使用時(shí)對于不同用途的電機(jī)其電感量與電機(jī)的容量有關(guān)其共模電感的漏感對騷擾功率都有幫助；實(shí)際應(yīng)用中如果串激電機(jī)容量為500W左右時(shí)，共模電感可推薦1．8mH－5mH（1KHZ）同時(shí)其漏感Lr為其電感Lm的2％左右時(shí)有最佳的抑制效果！

E．實(shí)際的直流風(fēng)機(jī)的EMI的設(shè)計(jì)優(yōu)化參考設(shè)計(jì)如下；

如下的產(chǎn)品無法通過EMI測試

通過我的基本的理論和設(shè)計(jì)優(yōu)化方法通過測試

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