运载火箭控制系统电磁兼容性分析与设计

本文对某运载火箭控制系统电磁干扰进行了研究,从干扰源、耦合途径、敏感设备三要素入手,分析了控制系统的主要电磁干扰.提出了实现系统电磁兼容的基本设计手段:合理供配电、电缆网设计、屏蔽、滤波、接地和瞬态抑制.     

基于FEKO建模的变电站电磁干扰研究

变电站是电力系统强电和弱电最集中的场所,电磁环境十分复杂。工频电流、雷击过电流、操作电流和冲击电流等会造成各种电磁干扰,而变电站中的设备和建筑等物体会对电磁辐射产生遮挡,折射和反射的作用使电磁干扰的情况变得更为复杂。所以,变电站内的电磁环境和站内物体对电磁辐射的传播影响值得深入研究。借助FEKO软件,将一段小导线构成的电偶极子作为干扰源,对单个电偶极子在自由空间中的辐射情况进行仿真和分析,在一台简化的变压器模型附近设置干扰源后,分析变压器附近的场强情况,再对经简化的变电站模型内不同位置设置干扰源的情况进行了仿真,得到干扰源在不同高度的水平面上产生的电场分布图像,由此分析干扰源对变电站的电磁干扰情况。     

基于FEKO建模的变电站电磁干扰研究北大核心

变电站是电力系统强电和弱电最集中的场所,电磁环境十分复杂。工频电流、雷击过电流、操作电流和冲击电流等会造成各种电磁干扰,而变电站中的设备和建筑等物体会对电磁辐射产生遮挡,折射和反射的作用使电磁干扰的情况变得更为复杂。所以,变电站内的电磁环境和站内物体对电磁辐射的传播影响值得深入研究。借助FEKO软件,将一段小导线构成的电偶极子作为干扰源,对单个电偶极子在自由空间中的辐射情况进行仿真和分析,在一台简化的变压器模型附近设置干扰源后,分析变压器附近的场强情况,再对经简化的变电站模型内不同位置设置干扰源的情况进行了仿真,得到干扰源在不同高度的水平面上产生的电场分布图像,由此分析干扰源对变电站的电磁干扰情况。     

高速列车供电系统电磁干扰形成机理与抑制方法综述EI北大核心CSCD

随着我国电气化铁路的持续建设和高速列车的迅猛发展,高速列车上供电和用电的电气设备越来越多,使得高速列车供电系统的电磁干扰机理分析和电磁兼容设计也更加复杂。文中从构成电磁干扰的3个要素,即干扰源、敏感设备、耦合路径3个方面,阐述高速列车供电系统中电磁干扰的特性与形成机理。综述现有高速列车供电系统的电磁干扰建模方法和工具及其优缺点;归纳高速列车供电系统中电磁干扰敏感设备及其典型的耦合路径;梳理高速列车供电系统现有电磁干扰建模方法和各自的适用范围与相互关系;介绍高速列车供电系统传统的和先进的电磁干扰预测方法和电磁干扰抑制方法。在此基础上,分析目前高速列车供电系统电磁兼容的设计难点和挑战,并提出未来发展方向。该文为系统了解高速列车供电系统中的电磁干扰问题和电磁兼容设计要点提供较为完整的参考。     

一种新型的磁场传感器——Z—元件

随着电力系统自动化程度的不断提高,人们环保意识的不断增强,电力系统的电磁兼容问题愈来愈引起人们的重视,电力系统中的高压电源、电力电子装置、高压、超高压和特高压输电线路等作为强电部分与电力系统内部及外界的通信、继电保护、计算机、电子设备等弱电部分都存在着电磁干扰,有效地抑制和防护电磁干扰,准确地测量各种干扰源的强度和分布,磁场传感器起着非常关键的作用。本文介绍国外90年代初研制的一种新型传感器——Z—元件。     

变电所一次线对二次线电磁干扰强度的计算

介绍了变电所一次线对二次线电磁干扰的计算原理和方法，并给出了结合工程实际的某些计算结果，可作为研究强电设备对弱电线路电磁兼容问题的参考。     

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。     

微波站的接地与防雷技术探讨

介绍了高土壤电阻地区微波站降低接地电阻的方法,建议在强电系统与弱电系统之间采用小电感连接地方式; 微波站的综合防雷措施,并对消雷器在微波站的保护作用提出了看法。     

EMC技术专辑--特邀主编评述

电力电子装置的电磁干扰行为与其它电子设备,如通讯系统的电磁干扰行为相比没有本质上的区别.电磁干扰的产生需要具备三个条件:一是干扰源;二是干扰耦合途径;三是干扰敏感设备.然而,从应用角度考虑,电力电子装置的电磁兼容问题具有以下内在特征:     

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。     

基于局部元等效电路原理对混合封装电力电子集成模块内互感耦合的研究

低压大电流混合封装电力电子集成模块(IPEM)内部功率电路与控制和驱动电路之间的互感耦合是电磁干扰的主要途径之一，为了准确预测电磁干扰的强度，需要对耦合互感进行精确计算，文中针对这个问题展开研究。首先，分析了功率电路的高频环流问题；其次，采用局部元等效电路(PEEC)原理对高频环流回路与典型控制和驱动回路之间的耦合互感进行了计算；最后，通过仿真和实验对计算结果进行了验证，表明该文对高频环流的干扰分析以及对耦合互感的计算方法是正确并且有效的。     

建筑物防雷系统R-L-C参数闭式解析算法

敏感电子设备的广泛应用使得雷击建筑物产生的电磁兼容和电磁干扰(EMC/EMI)问题备受关注。雷击建筑物防雷系统暂态过程的分析是研究雷击过程对建筑物产生影响的基础,其中电路方法是雷击建筑物暂态问题最为常用的分析方法,防雷系统电气参数计算是电路方法的重要环节。为此研究了防雷系统电气参数的快速计算方法,将电气参数计算公式中积分部分推导成含有电位格林函数双重线积分的形式,并给出了其解析计算方式。这种方法避免了耗时的数值积分运算,计算速度显著提高。选取具体实例采用上述两种方法进行了计算和比较,验证了该方法的计算速度和计算效果。对于选取的实例,采用所提出的方法速度可提高100倍以上。对于大型防雷系统,该方法也能使计算速度大为提高,便于开发出大型建筑物防雷计算软件。     

变换器传导电磁干扰集中等效模型参数估计方法

介绍了变换器传导电磁干扰集中等效电路的建模方法,从电路的角度上对变换器传导干扰耦合机理进行分析研究,提出了一种简单易行的方法估计变换器的噪声源和内阻抗,结合具体的实验装置验证了本文方法的正确性.研究结果表明应用本文建立的模型可以较准确地对实际滤波器的干扰抑制效果进行预测.     

离线式PWM变换器电磁干扰传播通道模型的研究

研究电力电子装置电磁干扰传播通道的特性,对于分析电磁干扰形成机理、指导电磁兼容预测和调试具有重要意义.在对离线式PWM变换器电磁干扰源和电磁干扰传播通道分析的基础上,通过实测和理论分析相结合的方式,建立了电磁干扰传播通道的高频模型,并进行了验证.对干扰通道模型的宽频带仿真定性地说明了高频率点上的高峰值谐振现象.蒙特卡罗法仿真表明模型参数波动在传导频段上主要影响传播通道特性的幅值.得出了共模干扰传播通道的简化模型,该模型的传递函数特性主要由数值较大的杂散参数决定.     

Analysis and reduction of radiated EMI noise from converter systems

It is well known that high dv/dt rates on switching devices are the source of EMI noise. This paper describes a mechanism and reduction methods of radiated EMI noise on IGBTs. The radiated EMI noise is generated by oscillating current flowing through the IGBT's output capacity and the snubber circuit, which we call equivalent circuit of radiated EMI noise. The oscillating current of the equivalent circuit is forced to flow by high dv/dt rates of IGBT switching operation. Radiated EMI noise can be analyzed by frequency evolution of oscillating current. The results of this analysis show the relationship of high‐frequency impedance of the equivalent circuit to radiated EMI noise, as well as the behavior of the IGBT's switching voltage waveform. In addition, it is indicated that using a di/dt control gate drive circuit is effective as a means for reducing radiated EMI noise. It is clarified that the standard for industrial equipment of CISPR can be satisfied by using the proposed gate drive circuit. The effects of the method have been verified by experimental and simulational results. © 1999 Scripta Technica, Electr Eng Jpn, 130(1): 106–117, 2000     

变电站二次回路抗干扰问题浅谈

随着变电站二次设备的电子化、微机化,电磁干扰问题变得日益突出,为此,介绍了变电站二次回路中电磁干扰的来源、传播途径和抗干扰的基本原理,以及实际工作中的一些防护措施,并对电缆屏蔽层的接地方式作了简要说明.实践表明：采用科学、合理的抗干扰措施,能够有效防止电磁干扰对二次系统的影响.     

基于部分电感模型的回路耦合干扰分析

电力电子系统中回路之间的电磁场耦合是电磁干扰主要传播方式之一，为了准确预测系统级的电磁干扰，需要对回路耦合干扰进行定量计算。基于部分单元等效电路(partial element equivalent circuit，PEEC)的部分电感理论，建立了典型电力电子系统回路耦合电磁干扰的模型，主要包括导线之间空间磁场形成的互感耦合和接地回路之间共地阻抗耦合的模型。在实验室中构建了物理对象研究平台，分别对差模电流和共模电流产生的回路耦合干扰进行了测试，实验结果与计算结果对比证明了方法的正确性。     

三相整流桥的差模射频传导EMI预测

由电力电子装置引起的电磁干扰已成为电磁兼容研究的一个热点，如何准确地预测这些装置在电网端引起的干扰是一个难点。根据电力电子器件产生干扰的原理，首先对整流桥的干扰产生机理进行了分析，并结合测试作出了干扰等效电路，然后利用简单的频域模型，对三相整流桥在电网侧产生的差模传导干扰进行了计算，并与实验结果进行了比较，实验验证了这种计算方法的有效性。这一方法还可以推广到其它电力电子装置的EMT计算中去。     

抑制开关电源传导发射的滤波措施研究

利用电路模型分析了用于保护设备的辅助小功率开关电源传导性电磁干扰产生的原因、传播途径及等效电路,介绍了抑制开关电源传导发射的滤波器设计原则、工作原理和结构。利用德国罗德施瓦茨公司的场强接收机实际测量了未加滤波和加滤波时电源线上的传导发射值,实验证明合理设计滤波器对抑制开关电源传导发射有非常明显的效果。     

功率因数校正电路杂散磁场对传导干扰发射作用的分析研究

开关电源主电路产生的强杂散电磁场会影响EMI滤波器的衰减性能。在细致分析功率因数校正（PFC）开关电源电感产生的杂散磁场特性和电源电磁干扰（EMI）滤波器共模电感的磁场敏感性基础上，实验考察了PFC电感和EMI共模滤波器问的磁耦合作用，建立了包含磁场耦合效应的PFC开关电源差模传导干扰高频模型。利用该模型，分析了空间耦合差模干扰成分的比例，阐明了电源差模干扰发射异常的原因；说明了因感应电压造成的火线、中性线传导干扰发射不均衡现象；根据磁耦合机理，提出了几种改善电源的差模干扰发射的措施，并进行了验证。