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摘要：传统的电气工程定义为用于创造产生电气与电子系统的有关学科的总和。在电气工程当中需要应用各种不同类型的自控设备，这样一来就形成了相对复杂的运行环境，电磁干扰问题也随之出现，在应用自控设备的时候如果周边存在各种干扰源，设备运行必然受到不良影响，进而导致自控性能失常，为此，必须不断提升自控设备的抗干扰能力。
关键词：电气工程；自控设备；电磁干扰问题
引言
随着社会各领域自动化水平的提升，自控设备逐渐被应用到了电气工程中，极大程度的降低了电气设备故障的发生几率。但自控设备应用过程中如果周围存在电磁或信号干扰源，设备本身的性能会受到一定的影响。
1电气工程中自控设备常见电磁干扰问题
首先是交变磁场造成的干扰。一般来说，不同类型的磁场传播载体会产生不同种类的电磁干扰，电磁干扰可细分成为辐射电磁干扰和传导电磁干扰。其中，传导干扰是指电磁传播能够借助相应的传播载体，使用公共抗阻的传播方式实现传播。辐射电磁干扰与之比较，干扰的模式存在差距，其传播载体为电磁波。其次是内部干扰和外部干扰。如果按照电磁干扰模式进行划分，可以分成内部干扰模式和外部干扰模式两种，其中，内部干扰模式主要与设备元件的安装、生产工艺的应用以及系统组成有关。而外部干扰因素的产生主要源自于系统内各类设备运行期间对于周边产生的辐射干扰。例如高压设备或者电缆发射出的电磁波就会对周围设备造成影响。
2电气工程中自控设备抗电磁干扰措施
2.1快充过程故障查询和分析
以电动汽车为例分析，仔细分析充电过程中的故障数据可以发现，在正常连接直流快充枪以后，充电桩和BMS之间通讯交互确认通过，进入充电流程，但是快充约20多秒后，快充桩充电界面显示报错，提示“充电枪未能正常连接，退出充电”。在该款电动汽车快充过程中，刚开始正常充电时，随着空调压缩机被自动唤醒，快充插座CC2端口电压发生了剧烈的波动，呈现3～18V来回跳动，A+/A-端口电压呈现0～23V剧烈波动。由于CC2端口电压是用来判断快充枪是否正确连接的重要判断依据，因此BMS上报“快充枪未能正确连接，退出充电流程”故障信息，主动退出了快充过程。很明显，在快充过程中，随着空调压缩机的启动，直流快充电路出现了强烈的电磁耦合干扰现象，使得充电无法继续进行。这种情况的出现，使得快充继电器和电池包的主正/主负继电器工作状态受到严重干扰，供电电源的不稳定造成继电器容易带载切断高压电路，继电器的损坏概率迅速增大。多次反复测试后，快充继电器和电池包的主正继电器发生粘连损坏，证实了分析结果。
2.2执行相应EMC标准
以电动汽车为例分析，电磁兼容标准是使相关电子产品在实际电磁环境中能够正常工作的基本要求，满足标准对于辐射及抗扰度的相关要求，将极大地提高产品的电磁兼容性能。汽车推荐性国家标准《电动汽车充电耦合系统的电磁兼容性要求和试验方法》征求意见稿中，提出了电动汽车使用充电耦合系统进行传导充电时的电磁兼容性要求和试验方法，详细描述了汽车试验下的车辆状态、充电模式、连接方式，并从电磁辐射发射特性、沿AC电源线的谐波发射特性、沿AC电源线的电压变化、电压波动和闪烁发射特性、沿AC电源线的射频传导发射特性等方面，对电磁骚扰的限值做出了规定，是电动汽车传导充电电磁兼容设计的重要参考。而在无线充电方面，《电动汽车无线充电系统电磁兼容性要求和试验方法》征求意见稿中，同样规定了试验条件下的工作模式、负载条件、试验场景布置，并针对地面设备和车载设备的发射、低频骚扰（谐波电流、电压波动和闪烁）、传导骚扰、辐射骚扰（包括30MHz以下的磁场骚扰限值和30MHz以上的电场骚扰限值）限值进行了规定。
作为充电设备电磁兼容设计的重要参考，满足相关标准对电磁骚扰限值的相关要求，可促进电磁环境的良好管控，确保充电设备与周边电子设备的和谐共存，是构建良好电磁环境的基础。
2.3智能化自适应控制方法
对于带内干扰，采用传统的限幅、滤波、接地等电磁兼容设计很难起到防护效果，因此，提出了一种利用外界电磁干扰监测和自适应控制相结合的方法来进行规避：利用电磁干扰监测样机来实时监测外界的电磁环境，获取电磁干扰信号的频率、强度以及数据链自身工作信号强度等数据信息，结合试验得到的敏感度阈值曲线，以工作信号强度和干扰信号频率作为输入，敏感度阈值作为输出，建立数据库。当监测到的外界电磁干扰信号强度与数据库中的敏感度阈值相差6dB以内时，启动自适应控制措施。由电磁干扰监测样机遍历所有频道的受干扰情况，选择一个频谱最为“干净”的频道作为自动切换的备选工作频道，同时通知机载数据链向地面数据链发送换频指令，从而实现机载端和地面端的同步切换频道，在频谱条件更优的频带上重新建立通信连接，以达到消除电磁干扰的目的。
2.4射频前端电路优化设计
当干扰信号频率处于双工器通带内且非1频道的数据链带内频率时，足够强的干扰信号进入低噪声放大器产生饱和干扰，从而造成数据链失锁的敏感度阈值较高，当干扰信号强度继续增加，超过低噪声放大器的最大耐受功率，会导致低噪声放大器的硬损伤。针对饱和干扰，在低噪声放大器前端增加限幅器件是必要的，选择合适的限幅器件可以在不影响工作信号的情况下，将强干扰信号抑制到某一功率值。根据前期研究发现，目前的低功率限幅器可以将30dBm的信号限至到−10dBm，这样就可以保证带外干扰信号在200V/m场强干扰下不会对数据链系统造成失锁，基本满足GJB1389A的标准要求。
2.5严格控制电源连接
通常情况下，电源装置开启或断开的瞬间往往会产生一定程度的电磁感应，这种程度的电磁感应或多或少都会对电源装置所连接的电气设备产生干扰，此外，这种电磁感应还会同时影响电源装置周边的电子设备。为了避免此种情况发生，技术人员在设置电源开关线路排布的时候，要尽量远离电子设备，抑制开关装置开闭瞬间产生的电磁效应。电气工程应该将电源装置的线路布局和连接等技术问题列入到电路技术规范当中，用于规范技术人员，令其合理选择电源连接方式，提升系统电压的稳定程度，避免出现电磁干扰。
结语
综上所述，电气工程中，自控设备电磁干扰的来源较多。针对不同来源的干扰，应采用不同方式解决。电气工程领域的工作人员，应采用自动化设备对电气设备的运行状态加以监测，发现故障立即处理。应合理连接电源、调整电路布局，使信号干扰问题得到解决。在此基础上，还需将滤波器应用到设备运行过程中，达到削弱电磁波强度，提高电气设备运行的稳定性与安全性。
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