柔性直流输电系统电磁环境分析

针对新兴的柔性直流输电,受国家电网公司委托,在国内率先开展其电磁环境研究,旨在为柔性直流输电工程的设计和实施提供有力的参考。分析了系统中采用的高频可关断器件的工作特点,辨析了柔性直流输电系统环境影响种类,初步验算了柔性直流输电系统产生的低频电场、低频磁场和各种高频电磁场。结果显示:柔性直流输电系统产生的低频电场和磁场远小于国际公认的容许值,换流装置产生的无线电干扰水平基本上小于相关国标现有限值规定,通过相关措施能基本滤除传导进入交、直流输电线的高频电流谐波,抑制它们产生的高频电磁干扰。总结出柔性直流输电系统电磁环境是友好的。     

提高微机保护系统抗干扰的措施

介绍了微机保护装置工作中引起干扰的3个因素,包括干扰源、耦合途径和接收电路,并重点介绍了切断干扰耦合途径的措施,包括在装置中通过采用合理的接地形式、对电场和磁场加以屏蔽、采用滤波和退耦电路、采用逆变后的开关电源以及合理分配和布置插件等。实践证明这些措施可以有效地抑制干扰。     

混联式PHEV中DC/DC变换器辐射电磁干扰分析与抑制

DC/DC变换器为混联式插电式混合动力汽车(PHEV)重要组成器件,同时也是混联式插电式混合动力汽车最主要的电磁干扰(EMI)源之一。文中首先对混联式PHEV中所用的降压型DC/DC全桥变换器的工作原理和变换器中主要电磁干扰源进行分析,其次基于Buck变换器辐射EMI的模型建立了DC/DC变换器辐射EMI的仿真模型以及对干扰电磁场强度进行了理论推导,在HFSS仿真平台上对产生的辐射EMI进行仿真分析。在此基础上,采取了电磁屏蔽和浮点接地的措施对DC/DC变换器辐射电磁干扰进行抑制,对比分析了抑制前后的电磁场。结果表明:文中提出的抑制措施能有效减小DC/DC变换器中的辐射电磁干扰,从而提高了整车的电磁兼容性。     

微特电机控制器的电磁兼容改善设计

微特电机广泛应用在日常生活设备和工业驱动系统中,各国对电子设备提出了相应的电磁兼容标准。针对一款出口欧洲的微特电机系统,其传导干扰、辐射干扰均超过欧洲EN55032标准,在安装尺寸固定条件下,根据电机的控制原理和结构,对其进行了传导干扰、辐射干扰改善设计。从理论上分析控制器的电磁干扰和耦合途径,通过傅里叶变换分类出共模电流和差模电流的成分,采用调整驱动电阻和开关频率、增加RC吸收电路来削弱干扰源,通过接地滤波来抑制传播途径2种方法来降低电磁干扰。试验结果显示,加滤波电路可以降低传导干扰,加RC吸收电路可以降低辐射干扰。     

挂接三相逆变器的直流电网共模传导干扰研究

研究了直流电网挂接一个三相逆变器的共模传导干扰问题，通过研究共模传导干扰的传播送径，得到一个新的共模传导干扰频域等效电路，并提出一个由逆变器中电力电子开关产生的共模干扰源，利用实验得到的电机及有关器件的频域阻抗特性，对直流电网挂接一个逆变器的在0～150kHz频段的共模传导干扰进行了计算研究，与实验结果比较基本一致，证明文中提出的共模传导干扰领域等效电路及干扰源的正确性，并给出了挂接一个三相逆变器的直流电网共模传导干扰的特征。     

无刷直流电机变流器EMC分析与研究

研究分析了无刷直流电机整流逆变系统的电磁干扰问题;找到了电路的主要干扰源.对系统的共模电磁干扰及差模电磁干扰分量进行分析,提出了对辐射干扰以及传导干扰的抑制破方法,说明进行电机电磁兼容性设计对于提高电机性能具有重要的意义.     

基于稳压控制的DC/DC对整车干扰的影响

电磁兼容问题始终困扰着电动汽车性能和安全的发展,而准确定位干扰产生的源头才能有针对性地进行干扰抑制。通过研究电动汽车DC/DC,提出了一种基于稳压控制的集成信号调制电路,旨在稳定电压波动,从源头降低电压畸变导致的传导干扰。同时考虑到高频环境下的寄生参数,对电路进行优化,使其符合实物测试结果,并根据整改方案对仿真电路进行了修改。阐述近场中磁场影响大于电场的原因,并找到二者的关联性,最后通过整车测试验证了30 MHz主要干扰源是DC/DC,阐述测试与仿真存在的差异,并对其成因进行了分析,为今后的预测模型构建提供了参考。     

集总等效源法在多芯屏蔽电缆电磁干扰中的应用

变电站开关操作在二次设备上产生的瞬态电磁干扰既有辐射干扰又有传导干扰,并具有分布性和随机性的特点,因此很难准确并系统地研究电缆终端设备的抗电磁干扰特性及其抑制措施。利用线缆集总等效电磁干扰源与终端负载无关的性质,提出了基于集总等效电磁干扰源的电磁干扰抑制分析方法。通过实验测量和计算得到的集总等效源可以研究在相同干扰源下线缆电磁干扰的抑制方法。应用实验室容性耦合夹,通过瞬态电磁场与电缆的耦合实验,验证了该方法在研究线缆瞬态电磁干扰抑制措施方面的有效性和准确性。基于实验室252 k V GIS真型仿真平台实验测量了隔离开关操作在四芯屏蔽电缆两端感应的干扰电压;通过计算获得了集总等效电磁干扰源;系统研究了并联电容对电磁干扰的抑制效果。并联1 n F电容,干扰电压峰峰值减小60%。一旦获得集总等效电磁干扰源,就可以研究在该次干扰激励下任意抑制措施的抑制效能及对负载响应的影响。     

带有屏蔽线缆的电动车辆动力系统共模模型与预测

以典型的PWM变频驱动电机系统为对象,研究了干扰通道寄生参数和高频干扰源的建模方法,同时在动力系统建模中分析了动力线缆屏蔽所起到抑制共模辐射的因素并建模。分别提出且建立了带有动力系统屏蔽线缆的系统级共模干扰的高频电路模型,并对变频驱动装置在电网侧和负载电机侧的传导干扰进行了计算,以一台工业产品驱动装置为对象进行了实验验证,测试结果与计算结果的对比证明了该文方法的正确性。     

发电机定子绕组局部放电在线监测中来自励磁侧的干扰特性的研究

干扰的抑制是局部放电在线监测技术的关键问题之一。深入、系统地研究各种干扰源及其传播通道的特性,全面了解局放信号干扰之间特征的不同,对提高干扰抑制措施的有效性具有重要意义。大功率整流励磁供电电源和火花放电是由励磁制引入的主要干扰源。在实验的基础上,研究了这两种干扰源及其传播通道的特性,分析辽两种对定子绕组局部放电在线监测的影响。     

基于混合ANPC逆变器的永磁电机解耦预测控制策略EI北大核心CSCD

永磁电机具有效率高、启动快、过载能力强及噪声小等优点,已被成功应用于大功率交流传动系统。为解决传统Si基变流器开关频率低造成电机转矩动态响应慢、转矩脉动大的问题,文中结合SiC器件耐高温和开关频率高的特点,将Si/SiC协同的三电平有源中点钳位型(active neutral-point-clamped,ANPC)逆变器混合拓扑引入到永磁电机驱动系统。首先研究Si/SiC混合ANPC逆变器拓扑的运行原理与换流模式,分析不同换流模式下的损耗分布规律及调制策略。结合模型预测控制技术的多目标和多约束特性,提出基于混合ANPC逆变器的永磁电机高解耦预测控制策略,以实现Si/SiC混合拓扑中Si器件的低频运行和SiC器件的高频运行。稳态和暂态实验结果证实了所提控制策略的可行性和有效性。     

新型混合动力客车整车控制与仿真研究

以新型混合动力客车为对象,通过对各个部件的特性以及工作中相互影响进行分析,确立了单电机纯电模式、串联模式、双电机纯电模式、混联模式下的整车控制策略,并在相关参数确定的基础上,在中国典型城市公交循环下对该混合动力整车控制器进行了硬件在环仿真测试,结果表明各模式下的整车控制策略是有效、可靠的,同时也证明了相比传统客车,新型混合动力客车在该控制策略下有较好的燃油经济性。     

电动汽车用IGBT及逆变器的电磁兼容性分析

为了抑制电动汽车中的电磁干扰,提高整车的稳定性和安全性,建立了包含杂散参数的绝缘栅极双极型晶体管(IGBT)和三相电压型脉宽调制(PWM)逆变器的等效电路模型,计算得到了IGBT对周边设备的干扰传播增益;并通过仿真和实车实验分析了电动汽车用逆变器差模电压和共模电流干扰的时域、频域特征以及IGBT开关过程、PWM控制策略和干扰传播路径阻抗对干扰特性的影响。得出如下结论:逆变器的差模干扰主要是由IGBT开关过程和PWM控制策略所决定;逆变器的共模干扰本质上是由三相PWM脉冲之和不为0所引起,并且更多的受干扰传播路径阻抗特性的影响。上述模型和结论为整车电磁兼容性分析和干扰抑制打下了良好的基础。     

数字式保护装置的抗干扰设计

针对电磁干扰由传导、辐射、耦合3种方式作用于系统的情况,对传导干扰实行电容滤波和磁珠抑制高频干扰相结合的处理方法;对辐射干扰采用将干扰源和被干扰源进行金属壳接地屏蔽的方法：对耦合干扰采用印刷电路板PCB（Printed Circuit Board）设计时将易耦合干扰的线路两边用地线包围等措施;最终使保护装置的抗干扰性能得到很好改善。     

电机驱动系统的电磁干扰抑制方法研究

电机驱动系统中大功率开关器件在关断过程产生严重的电磁干扰问题,对其抑制方法的研究成为热点。分析IGBT控制原理及电压波形,利用Saber软件建立电机驱动系统模型,在传导干扰测试频率范围内,考虑无源器件的寄生参数,仿真传统门极控制、动态电压上升控制以及有源门极控制的直流侧和交流侧共模/差模干扰,通过对比得到有源门极控制下对系统干扰的抑制效果更好,有效降低系统的共模/差模干扰。基于有源门极控制方法,在改变IGBT开关频率的情况下分析干扰波形,对电力电子装置传导电磁干扰的抑制分析具有重要意义。     

基于改进磁场分割法的开关磁阻电机径向力波抑制能力解析计算

电磁振动的抑制是开关磁阻电机研究的热点问题之一。因此提出了一种基于抛物线弧改进的磁场分割法,用于复杂定子、转子形状的开关磁阻电机气隙磁导计算。基于改进磁场分割法,提出了一种开关磁阻电机径向力波抑制百分比的解析计算方法,通过转子形状改变带来的气隙磁导的变化,以比值方式计算了径向力波的抑制程度,可以为基于改变定子、转子形状的振动抑制设计提供依据。以转子两侧开槽的开关磁阻电机为例,分别使用基于抛物线弧和椭圆弧的磁场分割法计算了绕组电感和径向力波抑制百分比,并与有限元分析和样机试验结果进行对比验证,结果表明改进的磁场分割法和径向力波抑制百分比计算方法是正确、有效的。     

电源线滤波器及其应用

电磁干扰有两种传播方式：１．辐射－这里能量可通过磁场、电场或者电磁波的形式使干扰源与受害物体之间产生耦合。２．传导－这里电磁干扰的能量可以通过电源线和信号电缆来进行传播。在今天，对辐射与传导已不能把它们看成是相互孤立的问题，因为沿电缆传导的噪声可以把电缆线当成是天线而给予辐射出去，而且当电缆线的长度可以与噪声的波长相比拟时，辐射将会增强，同样，电缆线也可以作为拦收天线吸收辐射干扰，在低于１５０ＭＨ     

混合并联功率器件开关模式优化及特性分析

在对比SiC MOSFET与Si IGBT器件开关特性的基础上,提出了一种SiC MOSFET和Si IGBT混合并联器件的优化开关模式,并结合系统稳态模型,分析了其非理想开关过程特性。最后利用双脉冲测试,对在不同开通/延迟时间下混合并联器件开关特性展开了实验。实验结果表明,所提开关模式能够同步实现SiC MOSFET扩容并降低Si IGBT的开关损耗,此处所得研究成果对于拓展两种开关器件的混合应用提供了技术参考。     

离线式PWM开关电源传导电磁干扰的分析研究

该文利用分析和测量相结合的方式，详细研究了一台离线式PWM开关电源的传导电磁干扰(EMI)特性。在分析各个器件作用的基础上，得出了反映典型电磁干扰发射时，传导干扰发射量、干扰源和干扰传播通道关系的线性化方程，进而提出了测量典型传导干扰耦合通道特性的新方法，并进行了验证。利用测得的传导干扰耦合通道特性，具体分析了PWM开关电源高频功率开关器件中dv/dt,di/dt对传导干扰发射的作用。根据变换器主要的杂散参数和共模干扰的基本传播途径，可得出低阶的等效共模传导干扰模型，以指导电源滤波器的设计。     

大功率4H-SiC GTO晶闸管研究

此处主要从SiC-GTO晶闸管设计的3个因素进行了研究,包括:击穿电压设计、两个等效晶体管共基极电流放大系数设计以及少子寿命取值设计.通过ATLAS器件仿真得到器件的击穿特性、内部电场分布及正向I-V曲线.最后通过Silvaco-TCAD提供的MixedMode混合仿真组件,对设计的SiC-GTO进行了开关特性模拟,并与5SGS 16H4500对称型Si -GTO进行了比较,结果表明,所设计的大容量SiC-GTO也比当前Si-GTO具有更高的开关速度.