煤矿井下电力电子设备电磁干扰的研究

作者/刘旭东，枣庄矿业（集团）有限责任公司新安煤业公司

煤矿井下电力电子设备电磁干扰的研究

作者/刘旭东，枣庄矿业（集团）有限责任公司新安煤业公司

持续改进的现代化的煤炭企业,大量的现代电子设备广泛应用于煤矿企业各种领域的,但是，如何让这些电子设备在复杂的电磁干扰环境中安全可靠工作是个问题。本文对电磁干扰的来源和传播路径进行了分析,重点研究了如何有效地预防或抑制电磁干扰的措施。

煤矿；电子设备；电磁干扰；预防措施

引言

现代化的煤矿企业继续改善,大量的现代电子设备由于电子技术的迅速发展，而广泛应用于煤矿企业的各个领域。一般来说,现代电子设备都拥有体积小、高密度等优点。他们为煤炭企业创造一个巨大的财富的同时，有一个客观现实的问题，它们辐射的电磁波对井下人员的身体健康，特别是电子设备的精确操作造成的危害。

1.电子设备的电磁兼容性及电磁干扰源

■1.1 电磁兼容性

电磁兼容性是指电子设备或系统在没有干扰兼容条件的情况下可以共存的有限空间，时间和频谱资源。 它是测量电子产品质量的最重要的指标之一。电磁兼容性的中心任务是控制和消除电磁干扰,因此,电子设备或系统和其他设备一起工作,不会引起设备或系统性能恶化的任何部分或更低。

■1.2 电磁干扰源

电磁干扰的多种形式,包括:电容(电场)干扰,归纳(磁)干扰,电磁干扰。电磁兼容性的研究必须首先弄清楚什么是电磁干扰的来源。当然,一些自然因素(从闪电,电磁辐射的大气,等等)也可以形成一个煤矿电子设备电磁干扰。从煤矿自身的系统(如设备、电缆等),分析电磁干扰的原因,电子设备本身有两个方面,一个内部，另一个是外部干扰的来源。

2.电磁干扰的传播途径

■2.1 直接传导

它是借助于电线，直接将干扰源的电磁干扰传递给电子设备的一种方式。 当干扰源和电子设备共享电源或电接触时，通常以这种方式发生。

■2.2 辐射传播

如果电磁干扰源的频率，当电磁干扰的波长和干扰的电子设备比较几何尺寸较小，或者电磁干扰源和干扰物体之间的距离r≥λ /2π时，干扰源是辐射场，其向外辐射电磁能量以电磁波的形式，施加到电子设备的敏感元件中的能量，如传输线，具有天线效应的控制线，因此可以接受空间电磁辐射能量，辐射能量收到的电子设备的电磁兼容性要求，电子设备的正常工作将受到干扰。

■2.3 感应耦合

如果电磁干扰源的频率低，当电磁干扰的波长和电子设备的干扰比较几何尺寸较大，或者电磁干扰源与入侵者之间的距离r≤λ /2π或更小时， 电磁干扰源可以被认为是准静止或感应场，它将以电磁感应方式将电磁干扰扩散到电子设备。

3.电磁干扰的预防措施

■3.1 从干扰源着手

3.1.1 降低电磁干扰源传播的能量降低能量

这可以通过减少干扰电压源或减少导体之间的耦合电容,以减少干扰信号的电压。此外,该方法也可以并联使用,如:控制线路由于较长的领导,一个更大的循环区域生成的强耦合干扰可以被分割连接返回行削弱分布;利用分散的场分布降低了强场等。

3.1.2 严格干扰源的电路设计

开关电源是一种典型的干扰来源可以产生强烈的电磁干扰,以开关电源为例。造成开关电源电磁干扰的主要原因:自然的方波电压和电流转换生成的丰富的谐波电压和电流。因此,为了提高开关电源的稳定性和可靠性,严格其电路设计可以抑制或削弱其电磁干扰,您可以使用以下方法:电路布线,以避免90°折线;负反馈电路的应用程序;注意,数字电路和模拟电路PCB注意大电流电路和小电流电路,减少单点接地电阻,降低了输出整流电路的包围面积，等等。

■3.2 切断传播途径

这是抗电磁干扰常用的有效措施,有三种方法。首先,接地,第二是屏蔽的,第三个过滤器。

■3.3 提高电子设备的抗干扰性能

当然，接地和屏蔽措施都能提高抗干扰能力，可以使电子设备抵御外界的电磁干扰。 其他方法如通过使用光电耦合实现分离也是一种有效的方法，其应用可以参见文献。另外，在电子电路设计中要考虑的因素。

4.总结

大量电子设备用于煤炭生产的同时,必须考虑一个问题是如何确保这些电子设备在中国的长壁开采地下煤矿在特殊环境中抵抗复杂的电磁干扰和安全可靠的工作。因此,我们必须掌握的基本原则抗干扰技术,把它付诸实践,以更好地服务于煤矿企业。

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