電機在運行過程中，內(nèi)部電流變化和磁場變化會產(chǎn)生電磁干擾（EMI），這些干擾不僅可能影響電機自身的穩(wěn)定運行，還可能對周圍的其他電子設(shè)備造成不良影響，如導(dǎo)致信號失真、設(shè)備誤動作等。同時，外界的電磁環(huán)境也可能干擾電機的正常工作。電機機殼的電磁屏蔽功能就是為了減少電機內(nèi)部電磁場對外部的輻射干擾，以及防止外部電磁場對電機內(nèi)部的影響，從而保障電機和周圍電子設(shè)備的正常運行。

  電磁屏蔽的原理
  電磁波的反射：當電磁波遇到電機機殼（通常由導(dǎo)電材料制成）時，由于機殼表面存在自由電子，電磁波的電場會使自由電子產(chǎn)生定向移動，從而在機殼表面形成感應(yīng)電流。這個感應(yīng)電流會產(chǎn)生一個與入射電磁波電場方向相反的附加電場，根據(jù)電磁場的疊加原理，兩個電場相互抵消，使得大部分電磁波能量被反射回去，無法進入電機內(nèi)部或從電機內(nèi)部輻射出去。
  電磁波的吸收：電機機殼材料本身具有一定的電導(dǎo)率和磁導(dǎo)率，當電磁波進入機殼材料時，會在材料內(nèi)部產(chǎn)生渦流和磁滯損耗。渦流是由于電磁感應(yīng)產(chǎn)生的環(huán)形電流，它會將電磁波的能量轉(zhuǎn)化為熱能；磁滯損耗則是由于材料內(nèi)部磁疇的反復(fù)翻轉(zhuǎn)消耗能量。通過這兩種損耗機制，部分電磁波的能量被機殼材料吸收，進一步減弱了電磁波的強度。
  電磁波的多次反射與衰減：對于較厚的機殼或具有多層結(jié)構(gòu)的機殼，電磁波在機殼內(nèi)部會經(jīng)歷多次反射。每次反射都會有一部分電磁波能量被吸收或反射出去，經(jīng)過多次反射后，電磁波的能量會大幅衰減，從而實現(xiàn)對電磁波的有效屏蔽。

  影響電機機殼電磁屏蔽效果的因素

  1. 機殼材料
  電導(dǎo)率：材料的電導(dǎo)率越高，自由電子的運動越容易，對電磁波的反射能力就越強。例如，銅是一種電導(dǎo)率很高的材料，常用于對電磁屏蔽要求較高的場合。相比之下，鋁的電導(dǎo)率略低于銅，但重量更輕，成本也相對較低，在一些對重量和成本較為敏感的電機中也有廣泛應(yīng)用。
  磁導(dǎo)率：對于低頻電磁場，材料的磁導(dǎo)率對電磁屏蔽效果有重要影響。磁導(dǎo)率高的材料能夠更好地引導(dǎo)磁力線，增強對低頻電磁波的吸收和反射。鐵、鎳等鐵磁性材料具有較高的磁導(dǎo)率，常用于低頻電磁屏蔽。
  厚度：機殼材料的厚度直接影響電磁波在材料內(nèi)部的衰減程度。一般來說，材料越厚，電磁波在材料中傳播的距離就越長，經(jīng)歷的吸收和反射次數(shù)就越多，屏蔽效果就越好。但是，增加材料厚度會增加電機的重量和成本，因此需要在屏蔽效果和重量、成本之間進行權(quán)衡。

  2. 機殼結(jié)構(gòu)

完整性：電機機殼必須是一個完整的導(dǎo)電體，不能有縫隙、孔洞等缺陷。因為電磁波可以通過這些縫隙和孔洞泄漏出去或進入電機內(nèi)部。即使是很小的縫隙，在高頻電磁場下也可能成為電磁波泄漏的通道。例如，在機殼的連接處，如果密封不好，就會出現(xiàn)縫隙，導(dǎo)致屏蔽效果下降。
  多層結(jié)構(gòu)：采用多層結(jié)構(gòu)的機殼可以提高電磁屏蔽效果。不同層可以使用不同的材料，利用各層材料的特性優(yōu)勢，實現(xiàn)對不同頻率電磁波的有效屏蔽。

  3. 電磁波頻率

低頻電磁波：低頻電磁波的波長較長，穿透能力較強。對于低頻電磁屏蔽，主要依靠材料的磁導(dǎo)率來引導(dǎo)磁力線和吸收能量。因此，需要選擇具有高磁導(dǎo)率的材料，并適當增加機殼的厚度。
  高頻電磁波：高頻電磁波的波長較短，趨膚效應(yīng)明顯。趨膚效應(yīng)是指高頻電磁波在導(dǎo)電體中傳播時，電流主要分布在導(dǎo)體表面附近的現(xiàn)象。對于高頻電磁屏蔽，材料的電導(dǎo)率起主導(dǎo)作用，同時機殼表面的光滑度和連續(xù)性對屏蔽效果影響較大。

  提高電機機殼電磁屏蔽功能的方法

  1. 優(yōu)化材料選擇
  根據(jù)電磁波頻率選擇材料：對于低頻電磁干擾，優(yōu)先選擇鐵、鎳等鐵磁性材料；對于高頻電磁干擾，選擇銅、鋁等高電導(dǎo)率材料。也可以采用復(fù)合材料，將不同特性的材料組合在一起，發(fā)揮各自的優(yōu)勢。
  開發(fā)新型屏蔽材料：隨著材料科學(xué)的發(fā)展，不斷有新型的電磁屏蔽材料出現(xiàn)。例如，導(dǎo)電聚合物材料具有重量輕、可加工性好等優(yōu)點，同時具有一定的電磁屏蔽性能；納米復(fù)合材料通過將納米顆粒添加到基體材料中，可以顯著提高材料的電磁屏蔽效能。

  2. 改進機殼結(jié)構(gòu)設(shè)計

  消除縫隙和孔洞：在機殼的設(shè)計和制造過程中，要采取有效的密封措施，消除縫隙和孔洞。例如，采用焊接、鉚接等連接方式代替螺栓連接，減少縫隙的產(chǎn)生；對于必須開設(shè)的孔洞，如通風(fēng)孔、接線孔等，可以采用屏蔽襯墊、導(dǎo)電濾波器等進行密封和濾波處理。
  采用多層屏蔽結(jié)構(gòu)：根據(jù)電磁屏蔽的需求，設(shè)計多層屏蔽結(jié)構(gòu)的機殼。各層之間可以采用不同的連接方式，如導(dǎo)電膠粘接、點焊等，確保各層之間的電氣連接良好，提高整體的屏蔽效果。

  3. 表面處理

  電鍍處理：在機殼表面電鍍一層高電導(dǎo)率的金屬，如銅、鎳、金等，可以提高機殼表面的電導(dǎo)率，增強對電磁波的反射能力。同時，電鍍層還可以起到防腐蝕的作用，延長機殼的使用壽命。
  噴涂導(dǎo)電涂料：導(dǎo)電涂料是一種含有導(dǎo)電填料的涂料，噴涂在機殼表面后可以形成一層導(dǎo)電膜。這種方法具有施工方便、成本低等優(yōu)點，適用于對電磁屏蔽要求不是特別高的場合。

  電磁屏蔽效果的測試與評估

  屏蔽效能測試：屏蔽效能（SE）是衡量電磁屏蔽效果的重要指標，它表示在有屏蔽體和無屏蔽體時，電磁場強度的比值，通常用分貝（dB）表示。屏蔽效能越高，說明電磁屏蔽效果越好。常用的測試方法有同軸傳輸線法、屏蔽室法等。
  符合標準要求：電機機殼的電磁屏蔽功能需要符合相關(guān)的國家和行業(yè)標準。例如，在汽車電子領(lǐng)域，電機需要滿足汽車電子電磁兼容性標準（如CISPR 25等）；在工業(yè)控制領(lǐng)域，也有相應(yīng)的電磁兼容性標準對電機的電磁屏蔽性能進行規(guī)定。在設(shè)計和生產(chǎn)過程中，要按照這些標準進行測試和評估，確保電機機殼的電磁屏蔽功能符合要求。