一前言

智能座艙這幾年的發(fā)展不僅給駕駛員帶來了便捷舒適，也給電機(jī)行業(yè)也帶來了一個(gè)新的挑戰(zhàn)！以前油車時(shí)代，大部分座艙結(jié)構(gòu)都是純機(jī)械式，隨著新能源掀起的智能座艙潮，電控系統(tǒng)在座艙類的應(yīng)用數(shù)不勝數(shù)。座艙類的大部分電機(jī)，長時(shí)間是處于“固定”狀態(tài)不會(huì)輕易改變，但是此類電機(jī)都需要具備一個(gè)“往返”的功能，此功能體現(xiàn)在電機(jī)上就是“正反轉(zhuǎn)”。

二噪聲的產(chǎn)生

有刷電機(jī)噪聲的產(chǎn)生，是因?yàn)閾Q向器與碳刷之間的不斷切換，出現(xiàn)高頻的拉弧，從而出現(xiàn)EMC噪聲，此噪聲還會(huì)因?yàn)檗D(zhuǎn)速快慢，電壓高低與電流大小，分別體現(xiàn)出不同的EMC測試數(shù)據(jù)。而在換向頻繁的電機(jī)上，EMC噪聲的產(chǎn)生，不僅與碳刷和換向器有關(guān)，還與“反向電動(dòng)勢”有關(guān)。

有刷電機(jī)的結(jié)構(gòu)里，定子一般為“永磁”，轉(zhuǎn)子為“螺線圈”，當(dāng)螺線圈流過電流的時(shí)候，這個(gè)電機(jī)就是電動(dòng)機(jī)，將電能轉(zhuǎn)換為動(dòng)能；而當(dāng)螺線圈不上電，外部轉(zhuǎn)動(dòng)螺線圈的時(shí)候，電機(jī)的電源線上會(huì)因?yàn)槁菥€圈切割磁力線，產(chǎn)生一個(gè)感應(yīng)電動(dòng)勢。這個(gè)感應(yīng)電動(dòng)勢在電機(jī)的每次反向的時(shí)候都會(huì)產(chǎn)生，故稱為“反向電動(dòng)勢”，但這個(gè)感應(yīng)電動(dòng)勢又不是電機(jī)工作需要的，那它就會(huì)成為一個(gè)電機(jī)干擾的存在。

其實(shí)除了上面說的這個(gè)角度，還可以從“電容電壓不能突變，電感電流不能突變”這個(gè)角度去理解，每一次電機(jī)反轉(zhuǎn)的時(shí)候，螺線圈里面的電流方向都會(huì)要反向，也就是突變，轉(zhuǎn)換成電壓來說就是，電壓反向，而EMC噪聲的形成關(guān)鍵點(diǎn)就是di/dt或者dv/dt這兩個(gè)大的變化。

至此，換向類有刷電機(jī)的噪聲，可以確定由兩個(gè)分量組成：

1.碳刷與換向器之間的拉弧；

2.電機(jī)換向時(shí)產(chǎn)生的反向電動(dòng)勢；在諸多換向類電機(jī)測試EMC的時(shí)候，都會(huì)發(fā)現(xiàn)單一方向轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)候，電機(jī)噪聲都十分平穩(wěn)，但是加上“往返”也就是換向后，電機(jī)噪聲顯的十分明顯。下圖是某車載座艙同一電機(jī)，在“單一方向轉(zhuǎn)動(dòng)”與“來回?fù)Q向轉(zhuǎn)動(dòng)”兩種方式下測試出來的電流法數(shù)據(jù)。

三EMC解決辦法

對于電機(jī)“單一方向轉(zhuǎn)動(dòng)”的EMC解決方案，現(xiàn)在解決方案還是比較多的，例如BDL、X/Y電容、電感等一些器件，甚至改變電機(jī)的材質(zhì)與部分結(jié)構(gòu)，都可以改善單一方向下電機(jī)的EMC噪聲問題。但是對于換向頻繁的電機(jī)EMC問題，目前行業(yè)內(nèi)，還沒有一個(gè)較好的解決方案。那么對于“換向類電機(jī)”的EMC問題，在解決電機(jī)本身的拉弧噪聲外，還需要解決的是“反向電動(dòng)勢”。

1.BDL+X/Y電容+TVS+其他功能器件：這個(gè)方案是通過BDL與Y電容去吸收電機(jī)拉弧的噪聲，通過TVS與X電容去鉗位吸收反向電動(dòng)勢；

2.硬件+軟件：硬件方面需要確保單一方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，電機(jī)的EMC噪聲是滿足測試且余量充足的，再通過調(diào)整軟件程序，減小切換速度、增長切換時(shí)間、降低切換頻率等這些方面降低電機(jī)換向時(shí)產(chǎn)生的反向電動(dòng)勢的次數(shù)，來規(guī)避高頻次的瞬態(tài)電動(dòng)勢形成的噪聲問題；

3.標(biāo)準(zhǔn)：對于此類電機(jī)，在各個(gè)標(biāo)準(zhǔn)文件內(nèi)都會(huì)給出明確的規(guī)定以及合理的要求，下圖是國標(biāo)內(nèi)對騷擾源的分類，而換向有刷電機(jī)一般都是“短時(shí)工作”的“短時(shí)寬帶”類產(chǎn)品；

而此類騷擾源，在每個(gè)車廠或者通用標(biāo)準(zhǔn)文件中，都會(huì)有放寬測試限制的明文說明：

甚至在測試設(shè)置上，也會(huì)有不同的要求：

四總結(jié)

在前期規(guī)劃“有刷換向類電機(jī)”項(xiàng)目時(shí)，對于EMC測試計(jì)劃以及EMC測試要求里，編寫人員就要與甲方明確電機(jī)類型與測試要求，避免后期滿足不了測試報(bào)告。此外，對于電機(jī)本身的選擇上，在滿足單向轉(zhuǎn)動(dòng)EMC要求的同時(shí)，給電機(jī)留出一定的功率冗余，確保電機(jī)的性能最佳，且在電子部分做好充分的防護(hù)設(shè)計(jì)！

審核編輯：劉清