王哲

摘? 要：隨著現(xiàn)代交通運輸事業(yè)的發(fā)展和高鐵事業(yè)的蓬勃發(fā)展，軌道車輛的電磁兼容性設計之于軌道交通具有重要的應用價值?；陔姶偶嫒菪裕ㄒ韵潞喎QEMC）技術在軌道車輛實際工作環(huán)境中發(fā)生的一些騷擾和干擾，嚴格軌道交通設備的電磁兼容測試試驗標準而設計出的提升EMC性能的方法，在軌道交通設備如計軸系統(tǒng)、信號系統(tǒng)、站臺門系統(tǒng)、電源系統(tǒng)等大型設備中通過應用電磁兼容全項試驗標準，盡可能地在應用領域為提升車輛性能提供助力。

關鍵詞：軌道車輛? 電磁兼容? 試驗標準? 應用

中圖分類號：TL362 ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2020）07（a）-0083-03

Abstract： With the development of modern transportation and the vigorous development of high-speed rail， electromagnetic compatibility design of rail vehicles has important application value for rail transit. Based on some disturbances and interferences caused by electromagnetic compatibility （EMC） technology in the actual working environment of rail vehicles， the method for improving EMC performance is designed by strict EMC test standards for rail transit equipment. Through the application of EMC full test standards in large-scale equipment such as axle counting system， signal system， platform door system and power supply system， the method can provide assistance for improving vehicle performance in the application field as much as possible.

Key Words： Rail vehicles; Electromagnetic compatibility; Test standard; Application

1? 軌道車輛電磁兼容試驗標準概述

在軌道車輛結(jié)構(gòu)設計中，電磁兼容即EMC（Electro magnetic Compatibility）作為設計環(huán)節(jié)的重要一環(huán)，成為提升車輛性能的關鍵性指標[1]。依照軌道車輛電磁兼容試驗標準，內(nèi)容涉及靜電放電抗擾度試驗（GB/T24338.4-2018，IEC62236-3-2：2018軌道交通 電磁兼容 第3-1部分：機車車輛 設備），射頻電磁場輻射抗擾度試驗（GB/T24338.4-2018，IEC62236-3-2：2018軌道交通 電磁兼容 第3-2部分：機車車輛 設備），電快速瞬變脈沖群抗擾度試驗（GB/T25119-2010，IEC60571：2012機車車輛電子裝置），浪涌（沖擊）抗擾度試驗，工頻磁場試驗，電壓暫降、短時中斷和電壓變化抗擾度試驗，傳導騷擾試驗，阻尼振蕩電壓試驗，輻射發(fā)射試驗，傳導干擾試驗，輻射干擾試驗（IEC60571：2012軌道交通 機車車輛電子裝置）……

2? 軌道車輛電磁兼容的實驗標準應用細則

電磁兼容是軌道車輛設計的核心技術，也是在系統(tǒng)性、分系統(tǒng)性、設備中對其共存狀態(tài)相互協(xié)調(diào)統(tǒng)一的結(jié)果，整體上對提升電磁抗干擾性能，降低外界噪聲等對軌道車輛引發(fā)的故障，具有突出的作用。

在共同的電磁環(huán)境中能協(xié)調(diào)地完成各自功能的共存狀態(tài)。電磁兼容設計是通過提高產(chǎn)品的抗電磁干擾能力以及降低對外的電磁干擾，避免由于干擾導致的產(chǎn)品故障，從而提高產(chǎn)品的可靠性。電磁兼容設計一般需要從抑制干擾源、切斷干擾傳播途徑等方面進行設計。期間技術標準在CE（歐共體安全認識標志）、RE（Radiated emission，電磁波干擾）、ESD（Emergency Shutdown Device，緊急停車系統(tǒng)）、RS（racingsport，賽車運動）、EFT（Electrical Fast Transient），抗干擾技術）、SURC（Einterference，e，干擾源）、CS（Conducted Susceptibility，傳導抗擾測試）、阻尼震蕩波（測試電壓范圍：10kV～22kV;試驗過程無靜態(tài)直流，無損交聯(lián)電纜;局放檢測符合IEC60270標準，即國際電工委員會標準）[4]。請在確認這段話

2.1 應用目標

軌道車輛電磁兼容性問題試驗標準的統(tǒng)一性及其適用性，對提升軌道車輛性能和使用壽命、縮短產(chǎn)品開發(fā)成本和時間，具有重要的意義。應用環(huán)節(jié)，基本的信號接地、電源接地以及電磁兼容接地等基地設計;設備可能出現(xiàn)的干擾源，采取屏蔽或者濾波方式加以優(yōu)化。

2.2 應用情況

在軌道車輛發(fā)展的第三次革命中，智能控制下的軌道車輛，在控制內(nèi)容上細化到駕駛員信息、控制引擎、避撞監(jiān)測和避碰、執(zhí)行線控剎車和轉(zhuǎn)向、車內(nèi)環(huán)境的全方位、智能控制中去。以通用嵌入式硬件電子平臺為例，應用于軌道車輛電子電路中，需充分考慮電磁兼容性設計中的軟件功能、硬件功能、車型功能。其中，通用式嵌入式電子平臺設計中，嚴格電磁兼容性實驗標準，設計出系統(tǒng)級芯片（SoC）半導體器件，具有減少元件數(shù)量、縮小占位空間的效能，對電子平臺研發(fā)具有廣泛的適用性價值[5]。

2.3 實驗標準前的電磁兼容性問題

受軌道車輛電子產(chǎn)品數(shù)量的增加和復雜電子模塊在整車中布局的增加，電磁兼容性設計中面臨著愈加嚴峻的挑戰(zhàn)。相關問題主要包括降低電磁易感性（EMS），以保護電子產(chǎn)品免受其它電子系統(tǒng)（如移動電話、GPS或信息娛樂系統(tǒng)）的有害電磁輻射影響;免受電源電壓大的瞬間變化、重負載或感性負載（如車燈和啟動機）等惡劣汽車環(huán)境影響;就可能引發(fā)電子電路產(chǎn)生影響的EME控制到最低[6]。

2.4 應用環(huán)節(jié)的核心問題

軌道車輛EMC要符合基本電磁兼容性標準，將測試結(jié)果作為汽車設計的主元素來強化。符合性測試的標準化，需從IC設計、PCB量產(chǎn)、模塊實現(xiàn)、整車設計全過程上融入EMC問題的基本設計方略。最大程度地以模塊級檢測項目來設計出預符合性測試和IC級測試的標準化產(chǎn)品[7]。

軌道車輛需設計出符合EMC的IC（Integrated Circuit集成電路）和模塊，內(nèi)容包括EME IEC 61967和IEC 62132標準針對150kHz到1GHz范圍的輻射型、電磁免疫性（抗電磁干擾性）和傳導型電磁發(fā)射測量;針對公路車輛引起的傳導和耦合電氣干擾測量的瞬態(tài)標準 ISO 7637[8]。

對于系統(tǒng)設計工程師而言，要確保SoC（系統(tǒng)級芯片）和最終模塊滿足EMC的IC（Integrated Circuit集成電路）和模塊標準要求[9]。需轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)SPICE模型為Verilog-A/AMS來提高系統(tǒng)級別的仿真驗證速度。通過電場建模，來提升試驗標準運用價值，原因在于1GHz信號波長30cm>IC尺寸，且輻射型發(fā)射和易感性可從印刷電路板和電纜上的有效天線上加以改善。

3? 結(jié)語

EMC試驗標準在軌道車輛電磁兼容的設計實踐中，需綜合考慮EME IEC 61967和IEC 62132標準和瞬態(tài)標準 ISO 7637的實驗標準，通過測試數(shù)據(jù)對其應用可行性進行分析驗證，最終對提升系統(tǒng)穩(wěn)定性，降低故障率、提升抗干擾能力，設計出符合EMC的IC（Integrated Circuit集成電路）和模塊，具有突出的效果。

參考文獻

[1] 劉雪明.軌道車輛電磁兼容試驗標準的應用與探討[J].科學技術創(chuàng)新，2018（24）：51-52

[2] 于海霞，趙亮，魏秀英，等.解讀國家標準《軌道交通機車車輛電氣設備第1部分：一般使用條件和通用規(guī)則》[J].鐵道技術監(jiān)督，2019，47（12）：7-9.

[3] 余俊，陸陽，王延哲，等.動車組、機車及地鐵整車對外電磁干擾特性研究[J].鐵道機車車輛，2016，36（3）：107-110，116.

[4] 魏素敏，安世忠，呂銀龍，等.50MeV束流輸運線及其電磁元件設計[J].科技創(chuàng)新導報，2019，16（24）：91-93，95.

[5] 宋博，印禎民，沈濤，等.基于提升城市軌道交通運營可靠性的車輛技術及維護體系優(yōu)化[Z].上海申通地鐵集團有限公司，上海地鐵維護保障有限公司，石家莊嘉祥精密機械有限公司，上海天佑鐵道新技術研究所股份有限公司.2018.

[6] 王成林.電磁兼容技術在開關電源中的實踐研究[J].科技創(chuàng)新導報，2018，15（34）：75，77.

[7] 姜君，曹雪銘，黃健，等.機車車輛鋰離子蓄電池試驗方法[J].鐵道技術監(jiān)督，2018，46（11）：24-27，36.

[8] 李惠.輕軌鉸接車輛的電氣系統(tǒng)設計[D].大連：大連理工大學，2017.

[9] 張俊，張換換.電磁屏蔽方艙質(zhì)量控制要點研究[J].科技創(chuàng)新導報，2019（9）：91-92.