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針對(duì)目前礦用電力機(jī)車(chē)動(dòng)力電源本身產(chǎn)生較強(qiáng)的電磁輻射，對(duì)周?chē)h(huán)境造成較為嚴(yán)重的電磁干擾，同時(shí)由于所處現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境多種電磁干擾也會(huì)對(duì)電力機(jī)車(chē)和蓄電池管理系統(tǒng)可靠運(yùn)行造成隱患，在實(shí)驗(yàn)室模擬工況和現(xiàn)場(chǎng)多種工況下提取電力機(jī)車(chē)用開(kāi)關(guān)電源、發(fā)動(dòng)機(jī)控制器和機(jī)車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)等主要干擾源電磁輻射特征，結(jié)合已有煤礦井下電磁干擾的產(chǎn)生機(jī)理和干擾特性的研究結(jié)果，分別制定出相應(yīng)的抗干擾方案。通過(guò)相關(guān)方法的研究提高煤礦井下車(chē)載電源對(duì)周?chē)姶怒h(huán)境的抗干擾能力，為豐富提高礦用電力機(jī)車(chē)的電磁兼容性、抗干擾能力和進(jìn)一步完善相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)提供理論依據(jù)。
前言
隨著鉛酸電池在煤礦的停止使用，在礦業(yè)領(lǐng)域以鋰離子蓄電池為動(dòng)力的機(jī)車(chē)也成為礦用機(jī)車(chē)發(fā)展的唯一方向。隨著2012年5月相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的頒布，部分產(chǎn)品在煤礦的實(shí)際應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)礦用電動(dòng)車(chē)和車(chē)載設(shè)備都存在比較嚴(yán)重電磁干擾。而鋰離子蓄電池本身在使用過(guò)程中存在爆炸、自燃等風(fēng)險(xiǎn)需要電池管理系統(tǒng)對(duì)鋰離子蓄電池進(jìn)行實(shí)時(shí)管控，因此提高礦用車(chē)載鋰離子蓄電池電源和與之關(guān)聯(lián)的動(dòng)力裝置的整體抗電磁干擾能力，對(duì)煤礦井下安全生產(chǎn)具有極為重要的意義[1-2]。本文針對(duì)在煤礦井下電磁環(huán)境復(fù)雜條件下，為礦用動(dòng)力機(jī)車(chē)電動(dòng)力系統(tǒng)可靠運(yùn)行，采取相應(yīng)的改進(jìn)措施。
1礦用動(dòng)力機(jī)車(chē)電動(dòng)力系統(tǒng)組成
礦用機(jī)車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)主要包括:鋰離子蓄電池組、集成發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)器、發(fā)動(dòng)機(jī)、礦用電池管理系統(tǒng)(BMS)，直流開(kāi)關(guān)電源(DC-DC)，如圖1所示。電力機(jī)車(chē)用開(kāi)關(guān)電源本身就是一個(gè)大的電磁干擾源，同時(shí)煤礦井下環(huán)境相對(duì)封閉，也充滿了各種高壓電氣設(shè)備和變頻器設(shè)備，各種輻射的疊加，造成了較為復(fù)雜的電磁環(huán)境。通過(guò)對(duì)礦用電力機(jī)車(chē)的一種———無(wú)軌膠輪車(chē)各部件單獨(dú)工作狀態(tài)的測(cè)試分析發(fā)現(xiàn)，開(kāi)關(guān)電源和驅(qū)動(dòng)電機(jī)為環(huán)境的主要干擾源，而電池管理系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)整個(gè)系統(tǒng)的動(dòng)力和對(duì)電池的安全管理，是最需要進(jìn)行電磁保護(hù)的模塊[3-4]。
2井下電磁干擾分析
2.1開(kāi)關(guān)電源的干擾機(jī)理
礦用電力無(wú)軌膠輪車(chē)開(kāi)關(guān)電源的主要干擾方式為:高頻電流回路中容易產(chǎn)生極大的di/(dt)，形成浪涌電流，誘發(fā)磁場(chǎng)輻射源對(duì)空間形成磁場(chǎng)輻射;各級(jí)電壓變化的節(jié)點(diǎn)，特別在車(chē)輛啟停和突然加速階段會(huì)產(chǎn)生極高的du/(dt)，整個(gè)電路中以傳導(dǎo)的方式對(duì)電池管理系統(tǒng)造成干擾并對(duì)周?chē)h(huán)境進(jìn)行輻射干擾[5]。
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