VINOD KUMAR DHAR

    对于那些潜在的甚至有时真正危害系统电磁兼容的因素，人们常常重复提及，以致大家都认为这是一种常识。现代电子系统的结构越来越复杂，其新型设计对电源和系统运行速度的要求越来越高，同时系统的体积也越来越小。机电设备箱体内的模块化设计会影响其对电磁干扰的抗扰性。在现代工业厂房中，众多的设备都集成安装在地板上，这使得设备之间产生电磁干扰的可能性逐步提高。任意两个连接在同一电力母线上的设备之间都能产生有害的电磁场互作用1。此外大量设备连接到交流输电线上会导致另一层面潜在问题的出现。电力供电质量不高会在机器内引发许多问题，各种连接机器和输电线的电缆就像天线一样向外辐射电磁波。尽管如此，聪明的设计者和试验人员必须认识到，不管这些复杂问题是否熟悉，都要想方设法予以解决。

    理想情况下，设备的电磁兼容性在设计的最初阶段就应该考虑。要想发现并解决设备存在的电磁干扰，需要尽最大可能全面剖析并考虑大量潜在的干扰源。导体上那些有害的无线电频率能量可能来自有电流流动的连接源（例如，交流电力输电线），或者来自电容或电感的耦合。必须检查所有传导交流信号的来源。电力电缆、连接器以及保护地都有可能成为干扰耦合通道。

    电力线上的电磁干扰既可能是共模的也可能是差模的，这取决于源、耦合通道和电流的流向。共模情况下，干扰电压出现在载流导线（相线和中线）和地线之间，相线和中线上的电流同相。相反地，差模电磁干扰在不同的载流导体之间产生，导线上的电流异相2。

受试设备的运行

    对于无氟制冷并受微处理器控制的离心机（EUT，受试设备），这些考虑还不是问题所在。这种类型的离心机经常在研发实验室、药厂、化工厂等场所使用。需要着重说明的是，离心机的结构是很复杂的，它包括交流驱动器、无刷三相感应电动机、微处理器控制电路、电磁阀和制冷单元。毫无疑问，如果缺乏电磁兼容设计，这种机电设备的电路将产生相当大的电磁干扰（EMI）。

    离心机的有效运行依赖于离心力。实际操作时，含有样本的试管放在一个腔体中并按预设的速度旋转。粒子飞向外部并沉积在试管的上部或下部（这和粒子的密度有关），从而分离出样本中想要的粒子成分。转子的头部高速旋转并能容纳许多试管。制冷单元冷却对温度极为敏感的样本。交流电机驱动器控制三相感应电动机的速度，从而控制离心机转子的旋转速度。微处理器提示符允许操作员设定预期的速度、温度和运行时间。（离心机的结构框图见图1）

电气原理图分析

    电磁干扰分析的第一步就是仔细检查所有的电路。离心机的详细电气原理图如图2所示，包括交流频率驱动器、三相感应电动机、缓冲器电路、固态继电器卡、压缩机继电器、压缩机、两个降压变压器、控制卡、显示面板和电磁阀(安全锁)。230V/50Hz交流电经过未加屏蔽的电力输电电缆（长1.5m）供给交流频率驱动器。

    进一步分析离心机电气图，我们会发现频率驱动器的输出直接连接到三相感应电动机。两个降压变压器并联接在电力输电线上。第一个变压器的输出经桥式整流器生成直流调整信号然后供给控制卡。控制卡允许操作员通过显示面板上的按键输入参数从而控制离心机的运转。偶数相信号经SCR（硅控寄存器）继电器和第一个降压变压器流回交流频率驱动器。

    第二个降压变压器的输出供电给电磁阀并与控制卡串联，从而构成一个电磁锁，这是为了安全考虑。缓冲器电路也并联在电力输电线上，然后依次连接到固态继电器卡、压缩机继电器和压缩机。制动电阻器的标称功率为（100~200）W，和驱动电机相连。