煤礦井下電力電子設備電磁干擾的研究

作者/劉旭東，棗莊礦業(yè)（集團）有限責任公司新安煤業(yè)公司

煤礦井下電力電子設備電磁干擾的研究

作者/劉旭東，棗莊礦業(yè)（集團）有限責任公司新安煤業(yè)公司

持續(xù)改進的現(xiàn)代化的煤炭企業(yè),大量的現(xiàn)代電子設備廣泛應用于煤礦企業(yè)各種領(lǐng)域的,但是，如何讓這些電子設備在復雜的電磁干擾環(huán)境中安全可靠工作是個問題。本文對電磁干擾的來源和傳播路徑進行了分析,重點研究了如何有效地預防或抑制電磁干擾的措施。

煤礦；電子設備；電磁干擾；預防措施

引言

現(xiàn)代化的煤礦企業(yè)繼續(xù)改善,大量的現(xiàn)代電子設備由于電子技術(shù)的迅速發(fā)展，而廣泛應用于煤礦企業(yè)的各個領(lǐng)域。一般來說,現(xiàn)代電子設備都擁有體積小、高密度等優(yōu)點。他們?yōu)槊禾科髽I(yè)創(chuàng)造一個巨大的財富的同時，有一個客觀現(xiàn)實的問題，它們輻射的電磁波對井下人員的身體健康，特別是電子設備的精確操作造成的危害。

1.電子設備的電磁兼容性及電磁干擾源

■1.1 電磁兼容性

電磁兼容性是指電子設備或系統(tǒng)在沒有干擾兼容條件的情況下可以共存的有限空間，時間和頻譜資源。 它是測量電子產(chǎn)品質(zhì)量的最重要的指標之一。電磁兼容性的中心任務是控制和消除電磁干擾,因此,電子設備或系統(tǒng)和其他設備一起工作,不會引起設備或系統(tǒng)性能惡化的任何部分或更低。

■1.2 電磁干擾源

電磁干擾的多種形式,包括:電容(電場)干擾,歸納(磁)干擾,電磁干擾。電磁兼容性的研究必須首先弄清楚什么是電磁干擾的來源。當然,一些自然因素(從閃電,電磁輻射的大氣,等等)也可以形成一個煤礦電子設備電磁干擾。從煤礦自身的系統(tǒng)(如設備、電纜等),分析電磁干擾的原因,電子設備本身有兩個方面,一個內(nèi)部，另一個是外部干擾的來源。

2.電磁干擾的傳播途徑

■2.1 直接傳導

它是借助于電線，直接將干擾源的電磁干擾傳遞給電子設備的一種方式。 當干擾源和電子設備共享電源或電接觸時，通常以這種方式發(fā)生。

■2.2 輻射傳播

如果電磁干擾源的頻率，當電磁干擾的波長和干擾的電子設備比較幾何尺寸較小，或者電磁干擾源和干擾物體之間的距離r≥λ /2π時，干擾源是輻射場，其向外輻射電磁能量以電磁波的形式，施加到電子設備的敏感元件中的能量，如傳輸線，具有天線效應的控制線，因此可以接受空間電磁輻射能量，輻射能量收到的電子設備的電磁兼容性要求，電子設備的正常工作將受到干擾。

■2.3 感應耦合

如果電磁干擾源的頻率低，當電磁干擾的波長和電子設備的干擾比較幾何尺寸較大，或者電磁干擾源與入侵者之間的距離r≤λ /2π或更小時， 電磁干擾源可以被認為是準靜止或感應場，它將以電磁感應方式將電磁干擾擴散到電子設備。

3.電磁干擾的預防措施

■3.1 從干擾源著手

3.1.1 降低電磁干擾源傳播的能量降低能量

這可以通過減少干擾電壓源或減少導體之間的耦合電容,以減少干擾信號的電壓。此外,該方法也可以并聯(lián)使用,如:控制線路由于較長的領(lǐng)導,一個更大的循環(huán)區(qū)域生成的強耦合干擾可以被分割連接返回行削弱分布;利用分散的場分布降低了強場等。

3.1.2 嚴格干擾源的電路設計

開關(guān)電源是一種典型的干擾來源可以產(chǎn)生強烈的電磁干擾,以開關(guān)電源為例。造成開關(guān)電源電磁干擾的主要原因:自然的方波電壓和電流轉(zhuǎn)換生成的豐富的諧波電壓和電流。因此,為了提高開關(guān)電源的穩(wěn)定性和可靠性,嚴格其電路設計可以抑制或削弱其電磁干擾,您可以使用以下方法:電路布線,以避免90°折線;負反饋電路的應用程序;注意,數(shù)字電路和模擬電路PCB注意大電流電路和小電流電路,減少單點接地電阻,降低了輸出整流電路的包圍面積，等等。

■3.2 切斷傳播途徑

這是抗電磁干擾常用的有效措施,有三種方法。首先,接地,第二是屏蔽的,第三個過濾器。

■3.3 提高電子設備的抗干擾性能

當然，接地和屏蔽措施都能提高抗干擾能力，可以使電子設備抵御外界的電磁干擾。 其他方法如通過使用光電耦合實現(xiàn)分離也是一種有效的方法，其應用可以參見文獻。另外，在電子電路設計中要考慮的因素。

4.總結(jié)

大量電子設備用于煤炭生產(chǎn)的同時,必須考慮一個問題是如何確保這些電子設備在中國的長壁開采地下煤礦在特殊環(huán)境中抵抗復雜的電磁干擾和安全可靠的工作。因此,我們必須掌握的基本原則抗干擾技術(shù),把它付諸實踐,以更好地服務于煤礦企業(yè)。

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