切斷感性負載時的電磁兼容性探討

摘要：討論了切斷感性負載時的電磁兼容性。由于在一臺探測設備中采用了感性負載——電磁閥，同時該探測設備中的電磁兼容性設計不完善，電磁閥產生的電磁干擾使整個設備工作不正常。因此，有必要對該探測設備的電磁干擾進行測量，分析該探測設備產生的電磁干擾的原因，探討應該采取的電磁兼容性措施，以便保證整個設備正常工作。

關鍵詞：感性負載；電磁閥；電磁兼容

1 引言

電磁兼容是指電子設備在電磁環境中正常工作的能力。電磁干擾是對電子設備工作性能有害的電磁變化現象。電磁干擾不僅影響電子設備的正常工作，甚至造成電子設備中的元器件損害。因此，對電子設備的電磁兼容技術要給予充分的重視。既要注意電子設備不受周圍電磁干擾而能正常工作，又要注意電子設備本身不對周圍其他設備產生電磁干擾，而影響其他設備正常運行。

本文以電磁閥為例，討論了切斷感性負載時的電磁兼容性問題。切斷正在運行的電感線圈可能產生嚴重的電磁干擾。因為，電感線圈中的電流變化必然產生感應電動勢，電流變化率越高，產生的感應電動勢越大。這種感應電動勢的低頻分量將通過某種路徑傳導到探測電路中，而高頻分量將會通過輻射而耦合到探測電路中，成為嚴重的電磁干擾。

試驗中發現：在探測元件無輸入信號時關斷電磁閥，探測元件有較大概率產生較強的輸出信號，致使整個設備無法正常工作。因此，必須對探測設備的電磁干擾信號進行測量，并分析產生電磁干擾的原因，以便采取有針對性的電磁兼容性措施，保證整個設備正常工作。

2 電磁閥的電磁干擾測試

2.1 電磁閥參數

我們使用的電磁閥參數為：工頻AC220V，0.25A，55V·A，空載電感0.496H。

電磁閥通電時電流電壓測試波形圖見圖1。

圖1 電磁閥電流電壓測試波形圖

圖1中，Ch1為電流波形，Ch2為電壓波形。圖中顯示電磁閥工作頻率50Hz；電壓峰值312V，有效值220V，電流峰值0.35A，有效值0.25A；電磁閥電流相位滯后電壓60°電角度，為感性負載。

2.2 電磁閥開斷時的電磁干擾信號測量

電磁閥開斷時閥電流和兩端電壓測試波形圖見圖2。

圖2 電磁閥開斷時閥電流和兩端電壓測試波形圖

圖2中，Ch1為閥電流波形，Ch2為閥電壓波形，電磁閥開斷時兩端電壓峰—峰值達1520V。由于電磁閥開斷時刻是隨機的，因此，電磁閥開斷時的過電壓取決于電磁閥開斷時刻的電流值。兩個最極端的狀態是：電磁閥開斷時刻的電流值為零時，電磁閥內存儲的磁場能量也為零，即不存在電磁干擾；電磁閥開斷時刻的電流值為峰值時，電磁閥內存儲的磁場能量最大，即電磁干擾最嚴重。電磁閥開斷時閥電流和兩端電壓測試展開波形圖見圖3－圖6。

圖3 電磁閥開斷時閥兩端電壓測試波形圖

圖4 電磁閥開斷時閥兩端電壓測試波形圖