某車型空調(diào)鼓風(fēng)機(jī)EMC性能提升

朱俊峰，曹皇親，楊菲菲

（安徽江淮汽車集團(tuán)股份有限公司技術(shù)中心，安徽 合肥 230601）

某車型空調(diào)鼓風(fēng)機(jī)EMC性能提升

朱俊峰，曹皇親，楊菲菲

（安徽江淮汽車集團(tuán)股份有限公司技術(shù)中心，安徽 合肥 230601）

文章主要針對(duì)某車型空調(diào)系統(tǒng)鼓風(fēng)機(jī)電磁兼容性不理想問題，提出一種改進(jìn)空調(diào)系統(tǒng)鼓風(fēng)機(jī)電磁兼容性能方案，在現(xiàn)有電機(jī)工作回路的基礎(chǔ)上進(jìn)行優(yōu)化，增加接地電容，提升電容的電壓值，縮短電容的引腳等方面，并通過試驗(yàn)對(duì)比驗(yàn)證電路優(yōu)化后確實(shí)可以提升某車型空調(diào)系統(tǒng)鼓風(fēng)機(jī)電磁兼容性能，可有效避免對(duì)運(yùn)行的電器件和人員造成干擾、影響和危害，提升了電氣系統(tǒng)的可靠性，減少客戶抱怨，滿足用戶需求。

鼓風(fēng)機(jī)；電磁兼容；電容

前言

當(dāng)今的汽車，應(yīng)用電子技術(shù)的程度已成為提升汽車技術(shù)水平的重要標(biāo)志。就當(dāng)前情況而言，汽車上70%的創(chuàng)新來源于汽車電子。汽車在正常使用過程中，汽車電子部件工作（如點(diǎn)火系統(tǒng)等）會(huì)對(duì)我們生活中的電視機(jī)、收音設(shè)備、通信等產(chǎn)生電磁干擾，使其信號(hào)變差等。同時(shí)大自然的一些電磁現(xiàn)象、我們使用的通信設(shè)備發(fā)射塔等也會(huì)對(duì)車載接收設(shè)備產(chǎn)生不同程度的影響。

本文從某車型空調(diào)系統(tǒng)鼓風(fēng)機(jī)電磁兼容性不理想問題出發(fā)，提出一種改進(jìn)空調(diào)系統(tǒng)鼓風(fēng)機(jī)電磁兼容性能方案，在現(xiàn)有電機(jī)工作回路的基礎(chǔ)上進(jìn)行優(yōu)化，增加接地電容，提升電容的電壓值，縮短電容的引腳等方便，并通過試驗(yàn)對(duì)比驗(yàn)證電容優(yōu)化后確實(shí)可以提升某車型空調(diào)系統(tǒng)鼓風(fēng)機(jī)抗電磁干擾性能，可有效避免對(duì)運(yùn)行的電器件和人員造成干擾、影響和危害，提升了電氣系統(tǒng)的可靠性，減少客戶抱怨，滿足用戶需求。

1 現(xiàn)狀

2016年6月，根據(jù)Q/JQ 3627零部件電磁兼容技術(shù)條件，對(duì)該車型鼓風(fēng)機(jī)輻射發(fā)射、電源線傳導(dǎo)發(fā)射、瞬態(tài)傳導(dǎo)發(fā)射等項(xiàng)目進(jìn)行測(cè)試，結(jié)果電源線傳導(dǎo)發(fā)射等項(xiàng)目在部分頻段產(chǎn)生峰值超標(biāo)現(xiàn)象。面對(duì)試驗(yàn)項(xiàng)目反饋的問題聯(lián)合空調(diào)廠家、鼓風(fēng)機(jī)廠家進(jìn)行分析整改，對(duì)鼓風(fēng)機(jī)的工作回路進(jìn)行優(yōu)化，從而避免鼓風(fēng)電機(jī)和其他電器件之間以電磁傳導(dǎo)、電磁感應(yīng)和電磁輻射三種方式相互影響，對(duì)運(yùn)行的電器件及人員造成干擾、影響和危害，提升了電氣系統(tǒng)的可靠性和安全性，滿足客戶需求，提高產(chǎn)品品質(zhì)。

2 鼓風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)和工作控制

2.1 鼓風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)

該車型鼓風(fēng)機(jī)主要包括定子部件、電樞部件和刷板部件三大基本部分組成，具體構(gòu)成如圖1所示，定子在有刷直流電機(jī)是電機(jī)中靜止不動(dòng)的部分。主要由磁極（磁鋼）、機(jī)殼、端蓋等部件組成。主要作用：1、產(chǎn)生磁場(chǎng) 2、對(duì)電樞起支撐作用。電樞（轉(zhuǎn)子）的組成：主要由電樞鐵心、電樞繞組、換向器、電樞軸、絕緣層等組成，它是直流永磁電機(jī)中最重要的部件之一。 刷板部件的組成：主要由刷板體、刷盒（有些刷板的刷盒與板體是一體結(jié)構(gòu)的）、電刷、電刷彈簧（或扭簧）、連接導(dǎo)線、接插件、支撐固定零件等組成。

圖1 鼓風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)

2.2 鼓風(fēng)機(jī)工作原理

與電刷A接觸的導(dǎo)體永遠(yuǎn)位于 N極下，同樣，和電刷B接觸的導(dǎo)體永遠(yuǎn)位于S極下。因此，電刷A始終有正極性，電刷B始終有負(fù)極性，所以能保證導(dǎo)體在某個(gè)角度時(shí)電流方向的一致性；這樣載流導(dǎo)體ab和cd受到電磁力的作用方向可由左手定則判定，它們產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩使得轉(zhuǎn)子逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。如果電樞上線圈數(shù)增多，并按照一定的規(guī)律把它們連接起來,就形成了一個(gè)連續(xù)的運(yùn)轉(zhuǎn)系統(tǒng)。

圖2 鼓風(fēng)機(jī)工作原理

2.3 鼓風(fēng)機(jī)工作線路圖

優(yōu)化后鼓風(fēng)機(jī)工作線路圖如圖2所示，本文以現(xiàn)有車型電路為基礎(chǔ)上，1、增加兩個(gè)2uh電感配合濾波電容進(jìn)行濾波；2、將負(fù)極直接接地進(jìn)行濾波；3、增加2.2μF電容，474nF電容更換為684nF電容，4、縮短電容引腳；5、增大電容的電壓值至100V；6、多點(diǎn)接地，增加接地電容。從而提高鼓風(fēng)機(jī)的電磁兼容性能。

圖3 鼓風(fēng)機(jī)工作電路圖

3 電磁兼容試驗(yàn)

3.1 試驗(yàn)條件

測(cè)試布置圖如圖四所示：

圖4 測(cè)試布置圖

測(cè)試臺(tái)：

1）測(cè)試臺(tái)表面應(yīng)覆蓋由導(dǎo)體構(gòu)成的接地平板。

2）接地平板應(yīng)采用厚度≥0.5mm 的銅板或者鍍鋅鋼板，接地平板的最小寬度≥1000mm，最小的長(zhǎng)度≥2000mm。如無特殊規(guī)定，接地平板超出測(cè)試系統(tǒng)邊緣長(zhǎng)度≥200mm。

3）接地平板的高度為（900±100）mm。

4）接地平板與ALSE 的地要求良好搭鐵，且直流電阻≤2.5mΩ，接地平面與實(shí)驗(yàn)室的地間的搭鐵銅帶之間的距離應(yīng)＜300mm，同時(shí)接地銅帶的最大長(zhǎng)寬比應(yīng)為7: 1。

人工網(wǎng)絡(luò)：

人工網(wǎng)絡(luò)的等效電路原理如圖5所示。

圖5 等效電路原理

3.2 試驗(yàn)分析

按照測(cè)試布置圖將電源、人工網(wǎng)路、負(fù)載模擬器及DTU完成布置，鼓風(fēng)機(jī)正常開啟，測(cè)試頻段從150khz至108MHz，接收器檢波器的測(cè)量值分別于限值線進(jìn)行比較，低于限值線合格，高于限值線不合格。原狀態(tài)測(cè)量結(jié)果如圖6所示：

圖6 原狀態(tài)測(cè)量值

原狀態(tài)峰值測(cè)量結(jié)果：

表1

不合格原因分析：

根據(jù)以上數(shù)據(jù)顯示，在90.65頻率處出現(xiàn)了超標(biāo)的現(xiàn)象，從電磁干擾濾波元器件的選擇，從以下幾個(gè)方面進(jìn)行整改：

1）電容的選擇：眾所周知，大電容濾低頻電磁干擾，小電容濾高頻電磁干擾，根據(jù)測(cè)試數(shù)據(jù)顯示，可以增加電容來進(jìn)行電磁濾波處理；

2）電容電壓的大小：原電容的電壓為63V，在測(cè)試EMC時(shí)，有可能鼓風(fēng)機(jī)運(yùn)行時(shí)的瞬間電壓高于電容電壓，導(dǎo)致有時(shí)電容濾波不飽滿，因此可以選用電壓值偏大的電容來進(jìn)行改善；

圖7 優(yōu)化后測(cè)量值

3）電容的引腳：電容的引腳過長(zhǎng)，會(huì)導(dǎo)致電容的引腳與其他元器件之間產(chǎn)生雜波，電流的回路過長(zhǎng)電磁波也會(huì)增加，因此引腳越短越好；

4）接地：對(duì)于EMC改善，接地是很重要的一個(gè)步驟，該鼓風(fēng)機(jī)原只有一個(gè)接地電容，可能出現(xiàn)接地不良，從而導(dǎo)致 EMC濾波效果一般，因此可以進(jìn)行多點(diǎn)接地從而保證接地良好，來改善EMC的電磁干擾；

整改后重新安排試驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證，試驗(yàn)結(jié)果如圖7所示。

優(yōu)化后峰值測(cè)量結(jié)果：

表2

3.3 試驗(yàn)結(jié)論

由圖6和圖7可以看出，鼓風(fēng)機(jī)工作電路優(yōu)化后的電源線傳導(dǎo)發(fā)射試驗(yàn)在150kHZ頻段至108MHz頻段測(cè)量值均低于限值線，增加電容濾波可明顯的提升鼓風(fēng)機(jī)的電磁兼容性能，干擾情況得到了明顯改善，試驗(yàn)順利通過。

4 結(jié)束語

目前國(guó)家對(duì)EMC試驗(yàn)的重視程度越來越高。過去的3C認(rèn)證試驗(yàn)中，EMC試驗(yàn)不是必做的試驗(yàn)，可是現(xiàn)在則成為強(qiáng)制性的試驗(yàn)。如果這種干擾超過標(biāo)準(zhǔn)要求的范圍，將很有可能導(dǎo)致其他電器設(shè)備的誤動(dòng)作，從而引發(fā)難以預(yù)料的事故。本文針對(duì)目前某車型的鼓風(fēng)機(jī)電磁兼容問題提出了一種改進(jìn)方案，首先介紹了該車型的鼓風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)以及優(yōu)化后的鼓風(fēng)機(jī)工作電路，同時(shí)在現(xiàn)有鼓風(fēng)機(jī)工作原理的基礎(chǔ)上增加電容濾波電路，最后通過原電路和優(yōu)化后電路兩種工作狀態(tài)在150kHZ頻段至108MHz頻段對(duì)比，優(yōu)化后鼓風(fēng)機(jī)電路峰值有顯著改善，可以提升該車型的電磁兼容性能，同時(shí)為該車型其他電器件在電磁兼容性能方面的后續(xù)研究上指明了方向。

[1] 楊繼深. 電磁兼容技術(shù)之產(chǎn)品研發(fā)與認(rèn)證 [M].北京電子工業(yè)出版社.

[2] 陳立輝. 電磁兼容設(shè)計(jì)與測(cè)試之汽車電子產(chǎn)品.電子工業(yè)出版社.

[3] 成心德. 離心式通風(fēng)機(jī) [M].化學(xué)工業(yè)出版社.

EMC performance improvement of air conditioning blower from a Certain Vehicle

Zhu Junfeng, Cao Huangqin, Yang Feifei
( The Center of Technology of Jianghuai Automobile Co. Ltd. Anhui Hefei 230601 )

In this paper, a model of electromagnetic air conditioning system compatibility is not ideal, and proposes an improved scheme of electromagnetic compatibility performance of blower air conditioning system, optimize the existing motor circuit, increase the grounding capacitance, improve the voltage of the capacitor value, shortening capacitor pin etc.,and through the comparison and verification of the optimized electromagnetic circuit can really enhance the air conditioning system a vehicle blower compatibility, can effectively avoid the interference of electric parts and personnel operation, effect and harm, improve the reliability of the electrical system, reduce customer complaints, to meet customer demand.

Blower; Electromagnetic Compatibility; Capacitance

CLC NO.: U463 Document Code: A Article ID: 1671-7988 (2017)12-126-03

U463 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-7988 (2017)12-126-03

10.16638/j.cnki.1671-7988.2017.12.042

朱俊峰，就職于安徽江淮汽車股份有限公司技術(shù)中心。