有刷直流电机作为历史悠久且应用广泛的动力设备，因结构简单、易于控制、成本低廉等特点，在电动工具、家用电器、汽车辅助设备等领域占据重要地位。然而，其独特的工作原理导致在运行过程中不可避免地产生电磁干扰。若电磁兼容性（EMC）问题处理不当，不仅会影响电机自身的性能和寿命，还会干扰周边电子设备正常运行，甚至引发安全隐患。深入探究有刷直流电机的 EMC 问题，并针对性地进行测试与整改，对保障设备稳定运行和使用安全意义重大。
一、有刷直流电机的工作原理与电磁干扰产生机制
1.1 工作原理基础
有刷直流电机主要由定子、转子、电刷和换向器构成。工作时，电流通过电刷与换向器的接触，流入转子绕组，在定子磁场的作用下，转子产生电磁力从而转动。随着转子旋转，换向器不断改变电流方向，使转子持续受到同一方向的电磁力，维持连续转动。在这个过程中，电刷与换向器之间频繁的机械接触和分离，是产生电磁干扰的关键环节。
1.2 电磁干扰产生机制
电火花与高频电磁辐射：电刷与换向器接触时，由于表面不平整、磨损等原因，会产生接触电阻。当电机运转，电刷在换向器表面滑动并周期性断开电流时，接触电阻瞬间增大，导致电刷与换向器之间产生电火花。这些电火花本质上是一种瞬态的高能量脉冲，会激发宽频带的电磁辐射，频率范围通常覆盖 10kHz - 100MHz，甚至更高。例如，在电动剃须刀中使用的微型有刷直流电机，运行时产生的电磁辐射可能干扰附近的收音机信号，造成收音杂音。
电流突变与传导干扰：在换向过程中，电流方向和大小会发生急剧变化，这种电流突变会在电机绕组和供电线路中产生高频谐波电流。这些谐波电流沿着电源线传导，形成传导干扰，可传播至同一电源网络中的其他设备。比如，家用吸尘器的有刷直流电机启动时，会导致同一电路中的灯光闪烁，这就是传导干扰的典型表现。
二、有刷直流电机电磁干扰的影响与应用场景挑战
2.1 对自身及周边设备的影响
影响电机性能与寿命：电磁干扰会导致电机运行不稳定，出现转速波动、转矩脉动等问题，降低电机的工作效率和输出精度。同时，高频电磁辐射可能使电机内部绝缘材料加速老化，缩短电机使用寿命。
干扰周边电子设备：传导干扰会通过电源线影响同一电路中的其他电子设备，导致设备性能下降或故障。如在汽车中，有刷直流电机产生的传导干扰可能干扰车载电子控制系统，影响行车电脑数据采集和控制指令的正常传输；而电磁辐射则会干扰周边无线通信设备，像电机运行时可能对附近的蓝牙设备、Wi-Fi 信号造成干扰，导致通信中断或数据错误。
2.2 不同应用场景下的电磁挑战
电动工具场景：电动工具（如电钻、电锯）使用的有刷直流电机功率较大，工作时产生的电磁干扰强度高。在建筑工地等场所，多台电动工具同时使用，电磁干扰相互叠加，不仅影响工具自身的控制精度，还会干扰现场的对讲机、无线监控设备等，影响施工指挥和安全监控。
家用电器场景：在家用电器中，有刷直流电机（如吸尘器、吹风机中的电机）与其他电子控制电路集成在同一设备内，电磁干扰容易在设备内部传播，干扰控制电路的正常工作，导致电器出现功能异常。例如，吸尘器电机的电磁干扰可能使控制电路板误判，导致吸尘器突然停止工作或吸力异常。
汽车应用场景：汽车内有众多电子设备和控制系统，对电磁兼容性要求极高。有刷直流电机作为车窗升降、雨刮器、座椅调节等部件的驱动装置，其产生的电磁干扰若未有效抑制，可能干扰汽车的电子控制系统（如发动机控制单元、防抱死制动系统），引发严重的安全隐患。
三、有刷直流电机的 EMC 测试标准与方法
3.1 国际与国内标准体系
IEC61000 系列标准规定了设备在静电放电、射频辐射、电快速瞬变等干扰下的抗扰度要求；CISPR14-1 标准明确了家用和类似用途电器的电磁发射限值；GB4343.1 将 CISPR14-1 标准本土化，适用于guoneishichang的家用设备；GB/T 17626 系列标准则为具体的电磁兼容测试提供了详细的操作方法和流程。
3.2 关键测试项目
传导发射测试：主要测量电机通过电源线向电网传输的电磁干扰，测试频段一般为 150kHz - 30MHz。通过测量电源端口的骚扰电压和骚扰电流，判断电机传导干扰是否超标。
辐射发射测试：检测电机在运行过程中向周围空间辐射的电磁干扰，测试频段通常为 30MHz - 1GHz。使用天线接收电机辐射的电磁信号，测量电场强度，评估辐射干扰水平。
抗扰度测试：模拟电机在实际使用中可能遇到的外部电磁干扰，如静电放电、射频辐射、电快速瞬变脉冲群等，测试电机在这些干扰下的工作状态和性能表现，判断电机的抗干扰能力。
四、有刷直流电机的 EMC 整改措施
4.1 硬件层面优化
电刷与换向器改进：选用低电阻率、高耐磨的电刷材料，减少电刷与换向器之间的接触电阻和磨损，降低电火花产生的概率。同时，优化换向器表面加工工艺，提高表面光洁度，使电刷与换向器接触更稳定。
增加滤波电路：在电机电源输入端加装滤波电路，如 π 型滤波电路、LC 滤波电路等，抑制传导干扰。通过合理选择电感和电容参数，有效衰减高频谐波电流，阻止其向电源网络传播。
屏蔽措施：对电机进行电磁屏蔽，采用金属外壳或屏蔽罩包裹电机，将电磁辐射限制在屏蔽体内。同时，确保屏蔽体良好接地，提高屏蔽效果。
4.2 软件与控制策略优化
软启动控制：采用软启动技术，避免电机启动瞬间电流突变过大，减少电磁干扰的产生。通过逐渐增加电机的供电电压或电流，使电机平稳启动。
PWM 控制优化：优化脉冲宽度调制（PWM）控制策略，调整 PWM 信号的频率和占空比，降低电机运行过程中的电流波动，从而减少电磁干扰。