船舶電磁干擾問題研究初探

郝 晨，李葒娜

（天津理工大學，天津300380）

1 船舶電磁干擾綜述

隨著船舶現代化建設的發展，越來越多的智能電子器件被配備在船舶上。這樣一來這些電子設備的電磁兼容性就必須被考慮。在船舶自動化與現代化發展的歷程中，許多電子電氣設備如機艙監視報警控制系統（DCC-20、k-chief500）、電子調速器DEGS8800E、電子車鐘、雷達、F站等設備在工作時要輻射電磁波。如果不進行電磁屏蔽或者接地，這些電磁波將對接受設備造成一定影響，甚至對人員帶來一定危害。船舶現有的解決電磁干擾的手段大多是通過屏蔽、接地、濾波等常規方式減少電磁干擾，但過多的屏蔽與接地會造成一些材料的浪費和對船舶的危險性（如VLCC、VLLC、油輪等特種船舶）。

2 船舶自動化無人機艙中的電磁干擾問題

對于現代化無人機艙所配備的DC-C20和k-chief500集中監視報警系統，其的信號傳輸與轉換應該被考慮。

在自動化程度較高的船舶上，大部分的電磁干擾存在于數模轉換的電磁干擾和電纜上的輻射干擾，以至于傳感器誤報警或者執行機構出現誤動作。

2.1 光電隔離器的抗電磁干擾

對于數模轉換的電磁干擾，大多數采用數模轉換的專用接口和光電隔離技術。例如一個PLC控制的自動化系統，對于PLC其接口來講，其采用的大部分是現場總線或者CAN總線連接，對于數字量和模擬量的轉化就存在著一定的電磁干擾。所以現在PLC的接口多采用RS232、RS422、RS485，通過光電隔離來實現模擬型號與數字信號的轉換。光電耦合器原理如圖1所示，在發光二極管部分，①②處施加電壓，二極管發光，在信號放大的部分，電子器件將光信號放大加在受光器上，受光器中的光敏器件在光照作用下使電阻值改變時光信號變為電壓或電流信號。

2.2 減小電磁干擾的電纜接地方式

對于現代化船舶而言，為抑制電磁干擾，電纜的屏蔽與接地該標準建議采用下列措施：①發送和接收天線之間的距離應盡可能遠；②每對導線應采用雙層屏蔽；③電力、射頻、控制電纜在鋪設時應避免聚集在一起；④對電磁干擾敏感的電路應使用屏蔽電纜；⑤應減少接地連線的長度；⑥應采取合適的保護措施防止電源在設備內發生瞬變。

圖1光電耦合器原理圖

3 船舶電力電站方面的電磁干擾問題

船舶電力電站在船舶上是非常重要的，對于船舶電力電站的電磁干擾相對來說就比較多，比如一些濾波整流電路、穩壓開關、發電機與電動機的自勵與他勵。

船舶電站供電系統浪涌主要表現在開關電源方面，研究基本整流器通過沿配電路徑提供保護來限制關鍵系統供電電源的瞬態過電壓。在其中首先選擇了開關電源的浪涌保護，通過設計的電路元件使其達到浪涌保護的目的。

在軟件的記錄分析儀列表將輸入電壓改變為藍色，輸出電壓保持紅色，可顯示輸入波形與整流后波形，可看出整流器成功地將交流電整流為平滑的直流電，與理論研究比較得以驗證。

在設置仿真電路時，應注意修改mosfet管的參數，使其脈沖寬度和脈沖電壓在合適的范圍內，并使同一橋臂的兩個mosfet管相位相隔180°，在逆變電路模擬結果仿真圖中可以看出，在沒有濾波單純存在逆變的情況下，可看出結果為帶有鋸齒的方波與理論上的完全方波有所差距，在對moseft管進行參數修改后，輸出波形為完美的方波。在輸出負載后加以電容或電感，便可成為一個濾波器進行濾波。

逆變電路中加電容濾波電路模擬仿真如圖2所示。

圖2逆變電路中加電容濾波電路模擬仿真圖

可見在加入濾波電路之后，由于電容的儲能作用，波形由方波改善為sing正弦波，輸出波形如圖3所示。

圖3濾波器加入后輸出波形圖

根據以上整流、逆變、濾波電路仿真及其原理制作實物開關電源濾波器，如圖4所示。

圖4開關電源濾波器實物