煤矿井下复杂电磁环境与电磁干扰特性研究

文章分析了煤矿井下变频变流电力电子设备产生的谐波干扰和电磁干扰特性,指出井下复杂的电磁特性环境中存在着传导性干扰和辐射性干扰,并介绍了井下电磁干扰测量及抗干扰方法。     

煤矿井下电磁干扰源及抗干扰技术研究

针对煤矿井下电磁环境恶劣而导致安全监控系统经常出现误报警、误断电现象的问题,分析了煤矿井下电磁干扰源种类,并对某矿安全监控系统发生误报警的区域进行了电磁干扰测试。测试结果表明,该矿3213工作面腰巷、风巷动力电缆和测试电线并行长度约为150m时,沿线水泵、钻机启动时产生的对外线路感应浪涌信号的干扰强度峰峰值达190V,干扰强度较大,说明变频器和钻机同时启动时产生了强烈的信号干扰源,导致瓦斯传感器出现误报警现象。根据测试结果提出了相应的抗干扰措施,解决了瓦斯传感器的误报警问题。     

煤矿井下电磁环境评价

分析了煤矿井下输电巷道、牵引网络及电机车巷道、机电硐室内以及通信系统的电磁干扰特点及传播路径,并对某煤矿井下不同区域的电磁干扰进行了测试;通过分析测试数据,参考GB 9175—88《环境电磁波卫生标准》对各区域的电磁环境进行了评价,结果表明所测试环境均达到一级环境电磁场的标准。     

电子测量中电磁兼容问题研究

论文从分析电子测量中电磁兼容的重要性出发,剖析了电磁干扰的主要原因,针对于不同的干扰来源阐述了提高电子测量中的电磁兼容性的措施,介绍了屏蔽外部干扰源、过滤干扰电磁波以及合理的连接线路等三种处理措施。     

一种新型功率变换器的电磁干扰分析及抑制

本文详细地分析了一种新型功率变换器的电磁干扰的干扰源、耦合路径以及敏感电路，并在分析干扰产生与耦合机理的基础上．提出了相应的电磁兼容设计的方法与思路。最后提出了抑制其电磁干扰的一些具体方法。     

基于LinkSwitch的电磁兼容性设计

分析了LinkSwitch单片电源中电磁噪声的产生途径,给出了共模、差模干扰的传播途径.对不同的干扰源提出了相应的抑制方案,并重新设计了输入侧EMI滤波器.经过仿真测试证实了所提出的电磁干扰抑制方案的有效性.     

煤矿井下中央变电所内电磁干扰测试及分析

通过对煤矿井下中央变电所电磁环境进行测试分析,得出如下结论:(1)中央变电所设备正常运行时,高压开关附近存在低频干扰;(2)中央变电所变压器正常运行时,干扰主要在500 MHz以下,在100 MHz附近产生较大干扰,产生的最大干扰比背景噪声高出40 dB.μV/m左右;(3)中央变电所内开关闭合瞬间会产生较大的电磁干扰,干扰主要在1.5 GHz以下,低频干扰较大,最大值达到193 dB.μV/m;(4)中央变电所设备正常工作时,辐射电磁场达到一级标准(1 V/m);但在开关闭合瞬间,在1 MHz以下电磁干扰较大,超过GB9175—88环境电磁波卫生标准中规定的二级标准。     

斜井高频电磁波传输特性的研究

文章分析了井下无线信道的电磁波传播特性,指出由于煤层、煤壁以及井下作业设备等障碍物的绕射、反射和散射,使电磁波传播存在着多径衰落效应。文章详细介绍了仿真研究斜井巷道中电磁波传播距离对多径衰落和RMS时延的影响所采用的方法——射线跟踪法的原理和射线跟踪过程中射线方向的判断及射线代表的场强值的计算,在此基础上,在理想化的斜井巷道模型中研究了接收机与发射机间的距离对电磁波衰落及RMS时延扩展的影响。仿真结果表明,接收机与发射机间的距离越近,传播损耗越小;电磁波的中心频率越低,传播损耗越小;电磁波传播的RMS时延扩展值随接收机与发射机间的距离增大而变大。     

矿用电缆工频电磁波能量辐射特性研究

矿用电缆的工频电磁干扰是影响井下无线通信可靠性的重要因素之一。由于工频电磁波波长远大于矿井巷道尺寸,工频电磁波在矿井巷道中无法进行有效的电磁场能量转换,不能采用自由空间电磁波电磁耦合传播方程来研究矿用电缆工频电磁波能量辐射特性。针对该问题,建立了基于短偶极子的矿用电缆工频电磁波能量辐射模型,推导了短偶极子的磁场和电场表达式;采用有限元法和有限差分法,通过数值计算分析了矿井巷道不同位置的矿用电缆辐射电场强度。结果表明:与电缆在同一高度的各点电场强度随着各点与电缆间距离增大而逐渐减小;与电缆在不同高度且与巷顶平行的各点电场强度随着各点与电缆间距离增大而逐渐减小,且电场强度比与电缆在同一高度的对应位置各点电场强度小;与电缆同侧的各点电场强度随着各点与电缆间距离增大而逐渐减小;与电缆不同侧的各点电场强度小于与电缆同侧的各点电场强度,且受各点与电缆间距离的影响较小。     

煤矿井下绞车配电室电磁辐射环境测试分析

使用R&S频谱分析仪FSP7及频段为9kHz～7GHz的电场天线,测试了绞车启动、运行和停车过程中煤矿井下绞车配电室内的电磁环境,分析后得出结论:(1)液压绞车启动时在整个频段内都产生干扰,在个别频段产生的干扰非常强,比正常运行时高40dB.μV/m;液压绞车停车和正常运行时产生的干扰很小。(2)变频钢缆绞车在运行、启动及停车时产生的电磁干扰都很大,在1m、1.7m高度测试的值基本相同,低频段的电磁干扰最大,最大电磁干扰达170dB.μV/m,比相应的背景噪声高80dB.μV/m。(3)变频钢缆绞车配电系统在绞车运行、启动以及停车过程中产生的电磁干扰都比液压绞车配电系统产生的电磁干扰大。     

矿车对电磁波传输特性影响的测量

矿车的存在改变了煤矿巷道的截面形状和尺寸,从而影响了电磁波传输特性的传输特性。文章对煤矿巷道中矿车对电磁波的影响进行了现场测量,详细分析了测量数据。测量结果表明:电磁波的传输衰减与车厢的长度和传输的频率有关;矿车的存在使电磁波的传输衰减增大;在50~900 MHz范围内,电磁波的频率越高、衰减越小,越有利于电磁波的传输。     

煤矿巷道壁粗糙度对电磁波传播的影响

根据多波模传输理论推导出多波模综合作用下因巷道壁粗糙度引起的电磁波衰减计算公式,并采用多波模模型仿真分析巷道壁粗糙度对电磁波衰减特性的影响。Matlab仿真结果表明,巷道壁粗糙度对电磁波衰减特性的影响随频率升高而增大,由于波导效应和巷道壁粗糙度的共同作用,煤矿井巷电波传播存在一个0.4～2GHz的低衰减频段。     

煤矿井下中低频段电磁干扰测量与分析

针对煤矿井下监控装置主要受中低频段电磁干扰影响的问题,采用示波器和频谱分析仪对煤矿井下动力电缆浪涌干扰、电力变频器干扰、接地网干扰、电动机及电气设备辐射干扰、架线电机车干扰、漏泄通信系统干扰等主要的中低频段电磁干扰源进行了测量与分析。结果表明,动力电缆浪涌干扰、电力变频器干扰、电动机及电气设备辐射干扰较大;接地网干扰、架线电机车干扰次之;漏泄通信系统干扰和动力电缆的工频干扰相对较小。     

煤矿安全监控设备的电磁兼容性分析与设计

文章分析了煤矿安全监控设备的电磁兼容性(EMC),针对不同类型的电磁干扰,提出了适合煤矿井下安全监控设备的电磁兼容的设计方法。该方法提高了矿用设备的抗电磁干扰能力,为矿井安全生产提供了保障。     

煤矿井巷无线信道相干带宽的计算

基于矿井巷道电磁波传播多波模理论和射线传播理论,建立了煤矿井巷中无线信号的信道模型。综合考虑传播距离、巷道截面尺寸、载波频率、天线极化、天线位置、介质电参数等影响信道相干带宽的重要参数,推导了煤矿井巷中无线信道相干带宽的公式。在宽为4m、高为3m的矩形巷道仿真上述参数对相干带宽的影响,得出了如下结论:煤矿井巷内的相干带宽与频率成正比,与传播距离、巷道截面尺寸和介质电参数成反比,改变天线在巷道截面的位置对相干带宽影响不大。     

高可靠性矿用分站的设计

矿用分站与传感器之间大多采用模拟信号传输方式,极易受井下电磁干扰的影响,降低了煤矿安全监控系统的稳定性和可靠性。针对上述问题,设计了一种与传感器之间采用数字传输方式的高可靠性矿用分站,详细介绍了该分站的结构、硬件及软件设计。测试结果表明,该分站通过了《AQ 6201—2006煤矿安全监控系统通用技术条件》中规定的抗干扰性能试验,具有较强的稳定性。     

协同通信在煤矿井下的应用研究

针对煤矿内复杂的电磁波传播环境和突出的多径效应,分析了矿井无线通信抗多径干扰主要方法。根据协同通信技术的特点,提出将协同通信方式应用于矿井无线Mesh网络通信系统,并给出了基于协同的无线Mesh通信系统架构。围绕几种典型的矿井环境的几何结构特点,分析了基于协同的无线Mesh系统子网在相应环境下的协同中继方式。     

隔爆型变频调速系统的关键技术和设计要点

从矿用变频调速系统的箱体外壳的防爆技术要求、变频调速控制策略以及防止电磁干扰等方面进行了研究,提出了矿用变频调速系统的隔爆箱体外壳设计要点和调速方式以及对变频调速系统采取的电磁干扰措施.