在应对直流电机电磁兼容性挑战的过程中，特别是那些配备换向器的电机，例如转子励磁调速电机，其运行中常常伴随着电磁干扰的产生。这种现象尤其在皖南电机等采用换向器技术的电机中尤为明显。这是因为直流电机或发电机在运行时，电枢绕组器件从一个支路切换到另一个支路时，电路中的电流和电动势会发生方向改变。电流方向的转变是由换向器和电刷组成的机械装置来实现的。如果换向条件不佳，会导致电刷产生电火花，这种由电火花引起的电磁干扰频谱宽广，强度随火花放电程度而变化。特别需要注意的是，直流电机换向时换向器与电刷间产生的火花是电磁干扰的直接源头。
A．首先，让我们对换向电机的内部结构进行简要分析，以皖南电机为例，包括直流驱动电机与直流驱动风机。如图所示，换向器与绕组碳刷接触点是电流突变的交变点，由此引发传导反射和辐射发射。在直流电机换向过程中，电枢绕组器件中的电流改变方向时，存在电抗电动势和电枢反应电动势，它们的方向与电枢电流一致，始终阻碍换向元器件中的电流变化，导致换向过程延迟，从而产生电磁火花。皖南电机的内部结构也存在换向器与绕组碳刷接触点产生电流火花的情况，由此产生传导反射和辐射发射。一般电刷和换向器运行时的情况如图所示，电刷的底面制成斜面，电刷开始运行时斜面的一条边与换向器的面接触，运行一段时间后，这个边成为弧形底面，*终变成圆柱面；这个圆柱面与换向器的圆柱面磨合得很好，电刷的火花和噪声都会很小。
B．皖南电机换向器的电磁场分布具有对称性。换向器电磁火花可分为以下等级：1级无火花，2级在电刷下有一小部分地方有微弱点状火花，3级在大部分电刷下有微弱火花，4级在全部电刷边缘上有很大的火花，仅在短时过载或短时冲击负载时，才允许出现这级火花，5级在全部电刷边缘上有很大的火花，且火星向外飞溅。仅在无变阻器起动与电机反转时才允许出现这级火花，但应保证换向器与电刷能正常工作。
C．皖南电机骚扰源的抑制：通常，电刷下的火花是换向不良的表现。火花超过一定限度会影响电机正常工作，但不必追求完全没有火花。若只有微弱火花，电机仍可正常工作。对于正常工作的电机，其火花等级不能达到2级。从电磁骚扰抑制的角度来看，当电机电刷下的火花大于或等于2级时，应首先从改善电机换向角度来抑制电磁骚扰。当电机电刷下的火花小于1.5级时，才考虑使用骚扰抑制器来抑制电机的电磁骚扰。以下将从电路机理来设计优化电机电磁骚扰的设计。
D．皖南电机EMI的设计：通过上述设计机理，在电机电源输入端采用骚扰抑制器和吸收式低通滤波器，为电机的骚扰源提供一个低阻抗通路，同时在电源线上吸收和限制骚扰源通过电源线电缆对外辐射，从而实现EMI设计的优化。在电源输入线上串接滤波器是*直接的方法。直流电机的噪声源（骚扰源）：电机的换向电流变化。噪声特性：内部机构－换向器－碳刷机构－电源引线－电磁场－定子－外壳（金属）－接地端。发射路径：电机的连接线电缆、地连接线等。如下推荐设计的抑制原理图：图中1、2为滤波器的输入端；3、4端为换向电机连接端。直流电机的典型EMI设计优化电路结构如下：上述为通用直流电机的EMI设计电路。图中两线差模间的电容使用X电容，推荐参数104-474；当偏重于抑制骚扰功率时选用104；偏重于抑制骚扰电压时选用474。对于图中的穿芯电容器（三端电容）推荐1nF-10nF，主要用于骚扰功率的抑制。有些系统考虑成本及兼容设计可以使用Y电容的设计，推荐设计值471-472。电路中的稳定电阻R可调整滤波器的Q值，同时也是X电容的放电电阻。跟直流电机*近的电感L3、L4能有效抑制电机换向器的电磁火花。注意：L3、L4应尽可能接近碳刷端连接。在小容量的电机中，一般设计L3=L4=60uH-200uH。L3、L4主要起补偿延迟换向作用，提高电机换向器件的电平衡性能，抑制换向器的电磁火花。
E．实际的皖南电机EMI设计优化参考设计如下：以下产品无法通过EMI测试。通过我的基本理论和设计优化方法，以下产品成功通过测试。
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