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电磁谐振产生的原因

电磁谐振产生的原因
电磁谐振产生的原因

电磁谐振产生的原因、危害及防范措施

摘要:针对二滩电厂6kV系统电压互感器自投产以来频繁损坏的现象,简要阐述电磁谐振产生的原因、危害及防范措施,同时也提出针对此类故障应从哪些方面入手的意见,希望能对一些单位有所借鉴。

在6~35kV的中性点非有效接地系统中,由于变压器、电压互感器、消弧线圈等设备铁心电感的磁路饱和作用,激发产生持续的较高幅值的铁磁谐振过电压。铁磁谐振可以是基波谐振、高次谐波谐振、分次谐波谐振。这种谐振产生的过电压的幅值虽然不高,但因过电压频率往往远低于额定频率,铁心处于高度饱和状态,其表现形式可能是相对地电压升高,励磁电流过大,或以低频摆动,引起绝缘闪络、避雷器炸裂、高值零序电压分量产生、虚幻接地现象出现和不正确的接地指示。严重时还可能诱发保护误动作或在电压互感器中出现过电流引起PT烧坏。

1 故障现象及相关数据

6kV系统共有八段,采用的是上海华通开关厂生产的电气组合柜,该厂设备自投产以来,主部件未发生大的缺陷,但其辅助测量PT发生了8台次损坏,现象表现为本体炸裂、内部绝缘物质喷出故障,致使6kV系统的相关保护不能投运,部分自动功能无法实现。这给厂用系统的安全稳定运行带来了极大的隐患。

2 故障原因初探

根据故障现象,经过初步判断,估计是由于下述的几个原因所致。

1)产品质量不好:如果由于产品本身绝缘、铁心叠片及绕制工艺不过关等,均可能致使电压互感器发热过量使绝缘长期处于高温下运行,从而导致绝缘加速老化,出现击穿。该类型的电压互感器一次侧绕组发生匝间短路,这样电流会迅速增大,铁磁也将迅速饱和从而导致谐振过电压,使绝缘击穿,高压熔断器被熔断。

2)电压互感器二次负荷偏重,一、二次电流较大,使二次侧负载电流的总和超过额定值,造成PT内部绕组发热增加,尤其是在电压高于PT额定电压(6kV)情况下,PT内部发热更加严重;再者,该系统属于中性点非有效接地系统,故一次侧电压在运行中容易发生偏斜,当某相出现高电压时,该相PT更加容易发生热膨胀爆裂。

编号电压互感器型号现象备注

601VKI7.2C相爆裂,引起匝间短路更换为JDZX8-6型电压互感器后,投运不到两天时间,又发生B相爆裂,引起匝间短路

603VKI7.2A相爆裂,引起匝间短路

604VKI7.2A相爆裂,引起匝间短路

606VKI7.2A、C相爆裂,引起匝间短路

607VKI7.2A、C相爆裂,引起匝间短路

主要技术参数:变比600/根号3/100根号3/100/3,额定容量90/100VA,上海互感器厂

注:1)VKI7.2型电压互感器为引进型,国内相应的产品型号为JDZX8-6;6kVⅠ段至Ⅷ段各有一组(3台)变比为6000/3/100/3/100/3的互感器,2)工艺为树脂浇注式半绝缘,一次中性点的耐受为3kV(出厂值)。

3) 由于铁磁谐振而造成电压互感器被击穿,因为:被击穿的电压互感器所处的母线带的负荷呈感性的比较多,特别是Ⅲ、Ⅳ段,带有大容量的深井泵,在负荷分配上其感抗大于容抗,由于某种原因,而使系统电压波动(如深井泵频繁启停等),使电路中电流和电压发生突变,可能导致电压互感器铁心迅速饱和、感抗减小,当感抗小于容抗时,将产生铁磁谐振,导致电压互感器激磁电流增大几十倍,而过电压幅值将达到近2.5Ue,甚至于达到3.5Ue以上,而且持续时间较长,电压互感器在这样大电压、大电流下运行,使本身的温度也迅速升高,导致损坏。根据上述的分析,为此组织QC小组对其原因进行分析,同时派人外出调研,

调研结果表明:(1)应不存在产品质量问题,原因是该互感器在华东地区广泛采用,从收集的资料上看,该厂产品的业绩是良好的,虽然在某些地方也曾出现过一些问题,但象二滩电厂这样大量的损坏是没有的。(2)怀疑电压互感器二次负荷偏重导致PT损坏的理由也不成立,原因是该PT0.5级二次绕组额定容量为90VA,在1998年11月16日,测量了604PT二次侧星形接线负荷,在二次接线回路上施加100V的三相交流电源(停用备自投),测得

Ia=0.61A,Ib=1.05A,Ic=0.605A,测得星形接线负荷容量:Sa=35.2VA,Sb=60.6VA,Sc=35VA,PT总输出容量为105.6VA;次日,测量601PT二次侧星形接线负荷,在二次接线回路上施加100V的三相交流电源(停用备自投,有一块电度表未装),测得Ia=0.4A,Ib=0.7A,Ic=0.4A,测得星形接线负荷容量:Sa=23.09VA,Sb=40.04VA,Sc=23.09VA,PT总输出容量为69.28VA。通过实际测量结果分析,除604PT有一相超出额定值外,其余均在额定值范围内,同时,按照PT的容量为一个数列,一般50VA就能满足使用,所以说90VA的容量应该是足够大的。因此,二滩大量的PT损坏原因应该为电磁谐振所致。

3 铁磁谐振的几个特点

1)对于铁磁谐振电路,在相同的电源电势作用下回路可能不只一种稳定的工作状态。电路到底稳定在哪种工作状态要看外界冲击引起的过渡过程的情况。

2)PT的非线性铁磁特性是产生铁磁谐振的根本原因,但铁磁元件的饱和效应本身也限制了过电压的幅值。此外回路损耗也使谐振过电压受到阻尼和限制。当回路电阻大于一定的数值时,就不会出现强烈的铁磁谐振过电压。

3)串联谐振电路来说,产生铁磁谐振过电压的的必要条件是ω0=1/L0C<ω。因此铁磁谐振可在很大的范围内发生。

4)维持谐振振荡和抵偿回路电阻损耗的能量均由工频电源供给。为使工频能量转化为其它谐振频率的能量,其转化过程必须是周期性且有节律的,即…1/2(1,2,3…)倍频率的谐振。

5)铁磁谐振对PT的损坏。电磁谐振(分频)一般应具备如下三个条件。

①铁磁式电压互感器(PT)的非线性效应是产生铁磁谐振的主要原因。

②PT感抗为容抗的100倍以内,即参数匹配在谐振范围。

③要有激发条件,如PT突然合闸、单相接地突然消失、外界对系统的干扰或系统操作产生的过电压等。

据试验分频谐振的电流为正常电流的240倍以上,工频谐振电流为正常电流的40~60倍左右,高频谐振电流更小。在这些谐振中,分频谐振的破坏最大,如果PT的绝缘良好,工频和高频一般不会危及设备的安全,而6kV系统存在上述条件。

4 铁磁谐振的常用消除办法

根据以上分析配电系统铁磁谐振的特性,就不难找到加以解决的办法。通常的解决办法有:

1)PT一次的中性点加装阻尼电阻。该方法在已广泛采用,生产定型产品的厂家比较多,在实际运用中都取得了满意的效果。如西安电瓷厂生产的RXQ系列消谐器,该消谐器串接于PT一次绕组中性点与地之间,内部材料为大容量的非线性碳化硅电阻片及散热片等串联组装于瓷套内而成。其工作原理为:在低压下消谐器呈高电阻值(可达几百千欧)使谐振在起始阶段不易发展,单相接地时,消谐器上出现千余伏电压,它的非线性电阻下降,使其不影响接地保护的工作。

2)在PT开口三角侧并联固定(或可变)阻尼,一些要求不太高的变

(串联谐振电路分析)

《电子设计与制作》 课 程 设 计 报 告

目录 一:题目………………………………………………………..二:原理………………………………………………………….三:电路图……………………………………………………….四:实验内容…………………………………………………….五:实验分析……………………………………………………六:心得体会…………………………………………………….

一、题目:串联谐振电路分析 二、原理 1.串联谐振的定义和条件 在电阻、电感、电容串联电路中,当电路端电 压和电流同相时,电路呈电阻性,电路的这种状态叫做串联谐振。 可以先做一个简单的实验,如图所示,将:三个元件R 、L 和C 与一个小灯泡串联,接在频率可调的正弦交流电源上,并保持电源电压不变。 实验时,将电源频率逐渐由小调大,发现小灯泡也慢慢由 暗变亮。当达到某一频率时,小灯泡最亮,当频率继续增加时, 又会发现小灯泡又慢慢由亮变暗。小灯泡亮度随频率改变而变 化,意味着电路中的电流随频率而变化。怎么解释这个现象呢? 在电路两端加上正弦电压U ,根据欧姆定律有 || U I Z = 式中 2 2 2 2 1 ||()()L C Z R X X R L C ωω= +-= +- L ω和 1 C ω部是频率的函数。但当频率较低时,容抗大而感抗小, 阻抗|Z|较大,电流较小;当频率较高时,感抗大而容抗小,阻抗|Z|也较大,电流也较小。在这两个频率之间,总会有某一频率,在这个

频率时,容抗与感抗恰好相等。这时阻抗最小且为纯电阻,所以,电流最大,且与端电压同相,这就发生了串联谐振。 根据上述分析,串联谐振的条件为 L C X X = 即 001 L C ωω= 或 01LC ω= 01 2f LC π= 0f 称为谐振频率。可见,当电路的参数 L 和C 一定时,谐振频率 也就确定了。如果电源的频率一定,可以通过调节L 或C 的参数大小来实现谐振。 2、串联谐振的特点 (1)因为串联谐振时,L C X X =,故谐振时电路阻抗为 0||Z R = (2)串联谐振时,阻抗最小,在电压U 一定时,电流最大,其值 为 00|| U U I Z R = = 由于电路呈纯电阻,故电流与电源电压同相,0? = (3)电阻两端电压等于总电压。电感和电容的电压相等,其大小

RLC串联电路谐振练习题

一、选择题 1、RLC 并联电路在f 0时发生谐振,当频率增加到2f 0时,电路性质呈( ) A 、电阻性 B 、电感性 C 、电容性 2、处于谐振状态的RLC 串联电路,当电源频率升高时,电路将呈现出( ) A 、电阻性 B 、电感性 C 、电容性 3、下列说法中,( )是正确的。 A 、串谐时阻抗最小 B 、并谐时阻抗最小 C 、电路谐振时阻抗最小 4、发生串联谐振的电路条件是( ) A 、R L 0ω B 、LC f 1 0= C 、LC 1 0=ω 5、在RLC 串联正弦交流电路,已知XL=XC=20欧,R=20欧,总电压有效值为220V ,电感上的电压为( )V 。 A 、0 B 、220 C 、 6、正弦交流电路如图所示,已知电源电压为220V ,频率f=50HZ 时,电路发生谐振。现将电源的频率增加,电压有效值不变,这时灯泡的亮度( )。 A 、比原来亮 B 、比原来暗 C 、和原来一样亮 7、正弦交流电路如图所示,已知开关S 打开时,电路发生谐振。当把开关合上时,电路呈 现( )。 A 、阻性 B 、感性 C 、容性 二、计算题 1、在RLC 串联电路中,已知L=100mH,R=Ω,电路在输入信号频率为400Hz 时发生谐振,求电容C 的电容量和回路的品质因数. 2、 一个串联谐振电路的特性阻抗为100Ω,品质因数为100,谐振时的角频率为1000rad/s,试求R,L 和C 的值. 3、一个线圈与电容串联后加1V 的正弦交流电压,当电容为100pF 时,电容两端的电压为100V 且最大,此时信号源的频率为100kHz,求线圈的品质因数和电感量。 4、已知一串联谐振电路的参数Ω=10R ,mH 13.0=L ,pF 558=C , 外加电压5=U mV 。

电磁波有危害生活中处处在 电磁波危害

现代人们的日常生活可以说离不开电磁波,这是因为没有电磁波,也就没有现代的无线电通讯,这样要使用手机打电话、收看电视节目都将是不可能的事情,现在的人们很难想象,如果没有邮电、电话、电报、电视、广播的世界将会是什么样子,电磁波在帮助人们实现美好的梦想、给人类带来极大方便的同时,也不可避免地带来一些危害。 一、什么是电磁波? 电磁波是电场和磁场在空间的传播而形成,它可以在真空或在介质中传播,在真空中,电磁波的传播速度最快,为3×103m/s,这个数值也是物体运动的极限速度,可见光、微波和γ射线都属于电磁波。 二、电磁波的特性 通过做磁铁实验就会发现,磁场的穿透能力非常强,不论是薄木片、垫板、铁片、铝箔纸还是手掌,都无法阻隔电磁波,电磁波中的磁场,与磁铁的磁场一样,它们都是无孔不入,并且具有很强的穿透力。 三、电磁波的产生与危害 由于电磁波的频率会发生变化,因此很容易对人们产生伤害。例如,在家庭照明电路中使用的是交流电,它的频率每秒钟正、反变化50次,也就相当于磁

场的方向每秒钟变化50次,这样变化的磁场可以使人体中产生变化的电流,从而会对人体产生一定的危害作用,对一般情况下使用的小磁铁来说,因为其南、北极固定不变的,因此不至于对人体产生危害, 在我们的日常生活中,到处都充满了电磁波,只要是使用家用电器,就不可避免地会产生电磁波,例如,电风扇、吹风机、果汁机、微波炉、电冰箱、洗衣机、电视机、空调器等这些家用电器在使用的过程中都会产生电磁波,就连墙壁中安装的照明暗线,也可以使电磁波检测笔哔哔叫,因而大家在睡觉时最好不要靠近装有电线的墙壁,以防因电磁波的影响而难以好好的休息。 我们经常使用的手机,它在接打电话时产生的电磁波还是比较强的,如果你是在电脑前接打电话,常常会发现电脑屏有明显的屏幕闪烁感;若是在正在播放节目的收音机前接打手机,收音机也会受到极大的干扰,影响收听的效果;大家看电视时,时常会发生图像抖动和“雪花”现象,这也是因为受到附件其它电器产生电磁波干扰的缘故。 微波炉工作时产生的微波也是很强的电磁波,有人曾经通过实验发现,微波炉工作时产生的微波能够抑制植物的生长!大家可能会觉得不可思议,然而这确是不争的事实,实验过程是这样的,将四盆绿豆苗分别放在微波炉中被微波照射约5s、10s、15s、20 s后,移出置于空旷处,另外一盆完全不照射微波,作为实验控制组,仔细观察这五盆绿豆苗每天的生长进度,发现不受微波照射的实验控制组,绿豆苗生长正常;经过微波照射后的那四盆绿豆苗中,只有照射5s的

电磁干扰产生条件

EMC技术一_电磁干扰的现象,产生条件与兼容标准 (2011-10-14 09:24) 分类:专业学习 一,电磁干扰的现象 一个典型的电磁干扰现象是电视机屏幕上的干扰条纹。这些条纹来自附近的数字设备,例如个人计算机、VCD、DVD或其它数字视频设备。 根据电磁理论,导体中变化的电流会产生电磁场辐射,电流变化率(频率)越高,则辐射效率越高。因此任何依靠高频电流工作的电子设备在工作时都会产生电场波辐射。这些电场波会对附近的敏感设备产生干扰。 数字视频设备与电视接收机之间的干扰问题之所以十分突出,就是因为电视机是灵敏度很高的电场波接收设备,而数字脉冲信号中含有丰富的高次谐波,这些高次谐波的辐射效率很高。 电磁兼容三要素:任何电磁兼容性问题都包含三个要素,即干扰源、敏感源和耦合路径,这三个要素中缺少一个,电磁兼容问题就不会存在。因此,在解决电磁兼容问题时,也要从这三个要素入手进行分析,查清这三个要素是什么,然后根据具体情况,采取适当的措施消除其中的一个。 二,产生电磁干扰的条件: 1,突然变化的电压或者电流即dv/dt或者di/dt很大.2,辐射导线或者传导天线.当电压或电流发生迅速变化时,就会产生电磁辐射现象,导致电磁干扰。 因此,最近电磁干扰问题日益突出的主要原因之一就是脉冲电路(数字电路、脉冲电源)的大量应用。凡是存在这种电压或电流突然变化的地方,都要考虑电磁干扰问题 三,常见的干扰源. 环境中的电磁干扰分为自然的和人为的两种。 自然干扰源:雷电是一种主要的自然干扰源,雷电产生的干扰可以传到数千公里以外的地方。雷电干扰的时域波形是叠加在一串小随机脉冲背景上的一个大尖峰脉冲。宇宙噪声是电离辐射产生的,在一天中不断变化。太阳噪声则随着太阳的活动情况剧烈变化。自然界的噪声主要会对通信造成干扰。 人为干扰源:电磁干扰产生的根本原因是导体中有电压或电流的变化,即较大的 dV/dt或dI/dt。dV/dt或dI/dt能够使导体产生电磁波辐射。一方面,人们可以利用这一特点实现特定的功能,例如,无线通信、雷达和其它功能,另一方面,电子设备在工作时,由于导体中的dV/dt、dI/dt,会产生伴随电磁辐射。无论主观上出于什么目的,客观上对电磁环境造成了污染。 随着电子技术的广泛应用,电磁污染的情况越来越严重。

电磁感应式无线充电的核心技术

电磁感应式无线充电的核心技术 相较于其它电子科技发展,感应式充电的技术发展显的缓慢,几个关键技术问题直到近年才有解决方案,且解决方案还在不断的演进中。无线充电可通过许多方式去完成,以目前的技术中“电磁感应式”为已经量产且经过安全与市场验证的产品,在生产成本上电磁感应式技术的产品低于其它技术,有市场预测在接下来数年内,在消费类电子产品领域中该类产品将呈倍数成长。在本文中将探讨目前在电磁感应式无线充电系统中三大核心技术:谐振控制、高效能功率传输以及数据传输,以及它们面临的难题与现有的解决方法。 谐振控制 现今量产的IC制程已经进步到纳米层级,但量产电容、电感组件的规格却很难作到误差在百分之一以下,而在电磁感应式电力系统中的系利用两个线圈感应,而线圈即为电感,在线圈上需要搭配电容作为谐振匹配,这样的构造即同LC振荡装置,较为不同的是在这系统中的目的是为了要在线圈上传输功率,为了提高效率需要在电容、电感选用低阻抗零件使质量因子Q提高,在这样的设计下其谐振曲线的斜率变的非常的大,在量产中系统设计频率与电容、电感搭配变的非常困难,因为先前提到电容、电感存在相当的误差,在量产中这样的误差若是没有在系统中加入谐振控制修正误差因素,则成品良率难以控制。在电容、电感误差下会搭配出偏移原设计谐振点组合,导致发射功率与设计预定值有所偏差。参考图(一)所示,在电磁感应电力系统中发设端的线圈上讯号振幅大小即为输出功率的大小,在这个示意图中表示一组线圈与电容组合的谐振曲线;在曲线上横轴为操作的频率,在不同的工作频率下于线圈上有不同大小的振幅输出,而最大振幅的谐振电将出现在频率F=1/(2π√(LC))之上,在设计上并不会将系统设定在最高功率输出的谐振点上,而是会工作在比谐振点高一些的频率使输出功率维持在适当值,在系统中我们通常称这个频率为中心工作频率。在感应供电过程中可能会需要加大或降低输出功率,这时只要调整工作频率就可以完成。如图(一)所示,在需要加功率时需要降低些频率使其靠近谐振点,用以提高输出功率,反之要降低输出功率只要提高频率即可完成,在此将这个方式定义为变频式功率调整。

电磁干扰

电磁干扰是人们早就发现的电磁现象,它几乎和电磁效应的现象同时被发现,1981年英国科学家发表“论干扰”的文章,标志着研究干扰问题的开始。1989年英国邮电部门研究了通信中的干扰问题,使干扰问题的研究开始走向工程化和产业化。 电磁干扰EMI(Electromagnetic Interference),有传导干扰和辐射干扰两种。传导干扰是指通过导电介质把一个电网络上的信号耦合(干扰)到另一个电网络。辐射干扰是指干扰源通过空间把其信号耦合(干扰)到另一个电网络。在高速PCB及系统设计中,高频信号线、集成电路的引脚、各类接插件等都可能成为具有天线特性的辐射干扰源,能发射电磁波并影响其他系统或本系统内其他子系统的正常工作。 电磁干扰(EMI) EMI是干扰电缆信号并降低信号完好性的电子噪音,EMI通常由电磁辐射发生源如马达和机器产生的。 自从电子系统降噪技术在70 年代中期出现以来,主要由于美国联邦通讯委员会在1990 年和欧盟在1992 提出了对商业数码产品的有关规章,这些规章要求各个公司确保它们的产品符合严格的磁化系数和发射准则。符合这些规章的产品称为具有电磁兼容性EMC(Electromagnetic Compatibility)。 电磁干扰三要素 理论和实践的研究表明,不管复杂系统还是简单装置,任何一个电磁干扰的发生必须具备三个基本条件:首先应该具有干扰源;其次有传播干扰能量的途径和通道;第三还必须有被干扰对象的响应。在电磁兼容性理论中把被干扰对象统称为敏感设备(或敏感器)。 因此干扰源、干扰传播途径(或传输通道)和敏感设备称为电磁干扰三要素。 一般说来电磁干扰源分为两大类:自然干扰源与和人为干扰源。电磁干扰传播途径一般也分为两种:即传导耦合方式和辐射耦合方式。敏感设备是对干扰对象总称,它可以是一个很小的元件或一个电路板组件,也可以是一个单独的用电设备甚至可以是一个大型系统。 干扰源分类 一般来说电磁干扰源分为两大类:自然干扰源和人为干扰源。 自然干扰源主要来源于大气层的天电噪声、地球外层空间的宇宙噪声。他们既是地球电磁环境的基本要素组成部分,同时又是对无线电通讯和空间技术造成干扰的干扰源。自然噪声会对人造卫星和宇宙飞船的运行产生干扰,也会对弹道导弹运载火箭的发射产生干扰。 人为干扰源是有机电或其他人工装置产生电磁能量干扰,其中一部分是专门用来发射电磁能量的装置,如广播、电视、通信、雷达和导航等无线电设备,称为有意发射干扰源。另一部分是在完成自身功能的同时附带产生电磁能量的发射,如交通车辆、架空输电线、照明器具、电动机械、家用电器以及工业、医用射频设备等等。因此这部分又成为无意发射干扰源。 干扰源的分类方法很多,除了上述分类方法外,从电磁干扰属性来分,可以分为功能型干扰源和非功能性干扰源。功能性干扰源系指设备实现功能过程中造成对其他

电磁污染的危害及防治

电磁污染的危害及防治 摘要:电磁污染已经成为继大气污染、水污染、土污染和噪声污染后威胁人类健康的第五大污染。通过对电磁污染对人体的危害及作用机理、电磁辐射标准与防护等方面的研究进展进行探讨和综述,了解电磁污染对人体的危害及作用机理,为开展电磁辐射危害因素检测与评价及采取防护措施和今后的深入研究提供基础资料。 关键字:电磁污染,危害和防治 随着现代科学技术的飞速发展, 一种新的环境污染——电磁辐射污染日趋严重, 电波干扰导致的社会公害, 已急迫地提到议事日程。电磁污染已经成为继大气污染、水污染、土污染和噪声污染后威胁人类健康的第五大污染,联合国人类环境会议将这种看不见、摸不着、而实际存在的污染定为必须抑制的公害之一。 电磁辐射属于物理性污染。一方面,电器和电子设备在工业生产、科学研究和医学卫生等各个领域都得到了广泛的应用,随着经济、技术水平的提高,其应用的范围还将不断扩大和深化;另一方面,各种视听设备、微波加热设备等也被广泛用于人们的生活之中,应用范围越来越广,功率设备越来越大。所有这些都会导致电磁辐射的大幅增加,直接威胁人类的身心健康。例如:北京电台附近的洒仙桥二中, 因电台电磁辐射污染学校已被迫停办, 杭州市的浙江省经济电台干扰附近新建的香料厂, 由于电磁辐射污染, 香料厂电气开关屡屡打火, 香料厂生产原料为酒精易着火, 投资几千万元建的香料厂因电磁辐射污染直到目前不能投产。武汉电视发射塔建在龟山之上, 而其山坡处建有豪华青山宾馆, 日本等国外宾客不敢在青山宾馆内居住, 怕电磁辐射污染危害身体健康。沈阳电视塔建在南湖处, 电视塔周围居民因电磁辐射污染提出强烈抗议。这些都是电磁污染给人们生产生活和身心健康所带来的

电磁干扰诊断技巧实例分析

电磁干扰诊断技巧实例分析 一.前言 关于电磁干扰的对策,许多刚接触的工程师往往面临一个问题,虽然看了不少对策的书籍,但是却不知要用书中的那些方法来解决产品的EMI问题。这是一个很实际的问题,看别人修改似乎没什么困难,对策加了噪声便能适当的降低,而自己修改时下了一大堆对策,找了一大堆的问题点,却总不能有效地降低噪声。 事实上,这往往也是EMI修改最耗时间的地方,笔者把一些基本的判断方法做详细的介绍,以提供刚入门或正面临EMI困扰问题的读者参考,整理了一些原则与判断技巧,希望能够对读者有帮助。 二. 水平、垂直判断技巧 EMI的测试接收天线分为水平与垂直二个极化,亦即要分别测试记录此二个天线方向的最大读值,噪声必须要在天线为水平及垂直测量时皆能符合规格,测量天线要测量量水平及垂直二个方向,除了要记录到噪声最大时的读值外,也能显示出噪声的特性,由这个特性的显示,我们可初步判断造成EMI问题的重点,对于细部的诊断是很有帮助的,通常这个方法是很容易为修改对策人员所忽略。在本期的分析中,笔者要介绍几种EMI的判图技巧,也就是如何从静态的频谱分析仪所得到的 噪声频谱图做初步的分析,另外也会介绍一般对策修改人员最常用的一些动态分析技巧。 许多工程师常常花了许多时间与精神,却感觉无法掌握到重点,可能就是缺乏基本分析的技巧,在噪声的判断上有一些混淆,如果能够掌握一些分析方法,可以节省不少对策的时间。这里所提的一些方法,一直被不少资深的EMI工程师视为秘诀,因为其中往往是累积了多年的心得与经验才体悟出来的方法,而这些方法通常都是非常有效的。 实例一水平与垂直读值的差异 说明:

1.这是Modem&Telephone的产品,读者可以很明显地看出来,天线水平时的噪 声和垂直时的噪声有很大的差异,那么这其中代表了什么意义呢? 分析讨论 要清楚的认识这个问题,首先必须要了解天线的基本理论,我们先假设发射与接收天线皆为偶极天线。 发射天线接收天线 上图为当发射天线与接收天线同方向时,由于所产生的电磁波极化相同,故此时接收天线可得到最大的共振接收强度 发射天线接收天线 当发射天线与接收天线不同方向时,则由于发射天线的电磁波为水平极化,而接收 天线的电磁波为垂直极化,故在共振接收的强度上最小。 以上述这个观念来分析水平与垂直噪声的强度差异,当接收天线为水平时噪声强度较高,可以推测此噪声来源主要是由产品内或外的水平线所造成,而当接收天线为垂直时噪声强度较高,可以推测此噪声来源主要是由产品内或外的垂直线所造成,也就是从天线共振的角度去思考问题,把产品的辐射源也想象成一假想的天线,那么在相同方向其所造成的共振效应会最大。 以这个观点来看问题有时往往很快能找到问题的重点,尤其是一些比较复杂的产品其内部及外部皆有许多导线、连接线的产品,如果能先以水平、垂直的读值做初步的分析,则比较不容易误判造成噪声的机制。 实例二水平与垂直读值的差异

电力系统谐振

电力系统谐振消除方法详解 电力系统铁磁谐振一直影响着电气设备和电网的安全运行,特别是对中性点不直接接地系统,铁磁谐振所占的比例较大,因此对此类铁磁谐振问题研究得较多。 本文针对电力系统谐振消除方法进行探讨和分析,并提出一些意见,为相关工 作者提供参考。 引言 电力系统中过电压现象较为普遍。引起电网过电压的原因主要有谐振过电 压、操作过电压、雷电过电压以及系统运行方式突变,负荷剧烈波动引起系统过电压等。其中,谐振过电压出现频繁,其危害很大。 过电压一旦发生,往往造成系统电气设备的损坏和大面积停电事故发生。据多年来电力生产运行的记载和事故分析表明,中低压电网中过电压事故大多数是由于谐振现象引起的。日常工作中发现,在刮风、阴雨等特殊天气时,变电站35kV及以下系统发生间歇性接地的频率较高,当接地使得系统参数满足谐振条件时便会发生谐振。 同时产生谐振过电压。谐振会给电力系统造成破坏性的后果:谐振使电网中的元件产生大量附加的谐波损耗,降低发电、输电及用电设备的效率,影响各种电气设备的正常工作;导致继电保护和自动装置误动作,并会使电气测量仪表计量不准确;会对邻近的通信系统产生干扰,产生噪声,降低通信质量,甚至使通信系统无法正常工作。 谐振及铁磁谐振 谐振是一种稳态现象,因此,电力系统中的谐振过电压不仅会在操作或事故时 的过渡过程中产生,而且还可能在过渡过程结束后较长时间内稳定存在,直到发生新的操作谐振条件受到破坏为止。所以谐振过电压的持续时间要比操作过电压长得多,

这种过电压一旦发生,往往会造成严重后果。运行经验表明,谐振过电压可在各种电压等级的网络中产生,尤其在35kV及以下的电网中,由谐振造成的事故较多,已成为系统内普遍关注的问题。 因此,必须在设计时事先进行必要的计算和安排,或者采取一定附加措施(如装设阻尼电阻等),避免形成不利的谐振回路,在日常工作中合理操作防止谐振 的产生,降低谐振过电压幅值和及时消除谐振。在6~35kV系统操作或故障情况下,系统振荡回路中往往由于变压器、电压互感器、消弧线圈等铁芯电感的磁路饱和作用而激发起持续性的较高幅值的铁磁谐振过电压。 铁磁谐振可以是基波谐振、高次谐波谐振、分次谐波谐振,其共同特征是系统电压升高,引起绝缘闪络或避雷器爆炸;或产生高值零序电压分量,出现虚幻接地现象和不正确的接地指示;或者在PT中出现过电流,引起熔断器熔断或互感器烧坏;母线PT的开口三角绕组出现较高电压,使母线绝缘监视信号动作。各次谐波谐振不同特点主要在于:分次谐波谐振三相电压依次轮流升高,超过线电压,一般不超过2倍相电压,三相电压表指针在相同范围出现低频摆动。 基波谐振时,两相电压升高,超过线电压,但一般不超过3倍相电压,一相电压降低但不等于零。 高次谐波谐振时,三相电压同时升高或其中一相明显升高,超过线电压,但不超过3~3.5倍相电压。 谐振事故解决方法 PT在正常工作时,铁芯磁通密度不高,不饱和;但如果在电压过零时突然合闸、分闸或单相接地消失,这时铁芯磁通就会达到稳态时的数倍,处于饱和状态,这时,某一相或两相的激磁电流大幅度增加,当感抗与容抗参数匹配恰当(满足谐振条件)时,即会发生谐振,即铁磁谐振。发生谐振时,会在电感和电容两端产生2~3.5倍

智能家居生活中的电磁干扰危害

智能家居中的电磁干扰危害很大! (对高密集的电子设备,对用户,对于系统信息安全等方面都有不可估计危害) 通信: 1,电磁干扰大,信噪比就会下降,使无线电通信距离变短。 2,电视屏幕上会出现讨厌的明暗条纹、雪花、闪烁和抖动 3,无法收听收音机 健康: 1,容易引起电子心脏起搏器停搏 2,孕妇因受到电磁辐射容易造成流产 3,电磁辐射可导致中枢神经系统机能障碍和植物神经功能紊乱、眼睛损 伤、诱发癌症或免疫缺陷性疾病 仪器: 1,电磁干扰会使信号发生畸变失真 2,图像显示系统会变得模糊并出现差错 3,电磁干扰使数字系统误码率增大,降低了信息的可靠性 4,使指针指示错误、抖动和乱摆,降低系统使用功能 5,自动控制系统受到电磁干扰时,可能出现失控、误控或误动作 其余: 1,误燃,误爆(对于燃气管道等特殊位置) 2,电磁泄密,可能造成信息的泄密 电磁干扰的危害 在电磁环境中,电磁干扰造成的危害是各种各样的,可能从最简单的令人烦恼的现象直到严重的灾难。 在美国发生的两个例子,可以说明电磁干扰的严重性。曾经有一个钢铁厂,由于起吊溶融钢水包的天车的控制电路受到电磁干扰,以致使一包钢水被完全失控地倾倒在车间的地面上,并且造成了人员伤亡。另一个例子是,一个带有由生物电控制假肢的残疾人,驾驶一辆摩托车,途经高压送电线下方,由于假肢控制电路受到干扰而摩托车失控,导致了不应发生的灾难。 当然,以上两例是比较突出的。下面还可以举出一些电磁干扰可能造成的危害: a)扰电视的收看、广播收音机的收听。在我国出现过由于塑料加工高频热合机干扰收看电视而引起居民与工厂的纠纷。 b)在数子系统与数据传输过程中数据的掉失。 c)在设备、分系统或系统级正常工作的破坏。 d)医疗电子设备(例如:医疗监护议、心电起搏器等)的工作失常。 e)自动化微处理器控制系统(例如:汽车的刹车系统、防撞气囊保护系统)的工作失控。 f)导爆装置的工作失常。 g)起爆装置的无意爆炸。 h)工业过程控制功能(例如:石油或化工)的失效。 除以上所举的例子之外,强电磁场还会对生物体造成影响,一般认为其效应可以分为热效应与非热效应。对于热效应,随着射频入射功率密度的逐渐增加,可出现血流加快、血液分布较少部位的局部体温升高、酶活性降低、蛋白质变性、心

电磁干扰的来源及屏蔽方法介绍

电磁干扰的来源及屏蔽方法介绍 EMC问题常常是制约中国电子产品出口的一个原因,本文主要论述EMI的来源及一些非常具体的抑制方法。 电磁兼容性(EMC)是指一种器件、设备或系统的性能,它可以使其在自身环境下正常工作并且同时不会对此环境中任何其他设备产生强烈电磁干扰(IEEE C63.12-1987)。对于无线收发设备来说,采用非连续频谱可部分实现EMC性能,但是很多有关的例子也表明EMC并不总是能够做到。例如在笔记本电脑和测试设备之间、打印机和台式电脑之间以及蜂窝电话和医疗仪器之间等都具有高频干扰,我们把这种干扰称为电磁干扰(EMI)。EMC问题来源 所有电器和电子设备工作时都会有间歇或连续性电压电流变化,有时变化速率还相当快,这样会导致在不同频率内或一个频带间产生电磁能量,而相应的电路则会将这种能量发射到周围的环境中。 EMI有两条途径离开或进入一个电路:辐射和传导。信号辐射是通过外壳的缝、槽、开孔或其他缺口泄漏出去;而信号传导则通过耦合到电源、信号和控制线上离开外壳,在开放的空间中自由辐射,从而产生干扰。 很多EMI抑制都采用外壳屏蔽和缝隙屏蔽结合的方式来实现,大多数时候下面这些简单原则可以有助于实现EMI屏蔽:从源头处降低干扰;通过屏蔽、过滤或接地将干扰产生电路隔离以及增强敏感电路的抗干扰能力等。EMI抑制性、隔离性和低敏感性应该作为所有电路设计人员的目标,这些性能在设计阶段的早期就应完成。 对设计工程师而言,采用屏蔽材料是一种有效降低EMI的方法。如今已有多种外壳屏蔽材料得到广泛使用,从金属罐、薄金属片和箔带到在导电织物或卷带上喷射涂层及镀层(如导电漆及锌线喷涂等)。无论是金属还是涂有导电层的塑料,一旦设计人员确定作为外壳材料之后,就可着手开始选择衬垫。 金属屏蔽效率 可用屏蔽效率(SE)对屏蔽罩的适用性进行评估,其单位是分贝,计算公式为:

浅析电磁共振无线充电技术

浅析电磁共振无线充电技术 柴XX1 (1. 理学院光信息科学与技术1002班) 摘要:由电磁共振无线电力传输的基本原理出发,浅析了无线充电技术的应用前景及存在的问题,最后提出了一些发展策略。 关键词:电磁共振;无线充电;电力传输;电磁场;共振器 1前言 由铜制线圈作为电磁共振器,一团线圈附在传送电力方,另一团在接受电力方。当传送方送出某特定频率的电磁波后,经过电磁场扩散到接受方,电力就实现了无线传导。这项被他们称为“无线电力”的技术经过多次试验,已经能成功为一个两米外的60瓦灯泡供电。目前这项技术的最远输电距离还只能达到2.7米,但研究者相信,电源已经可以在这范围内为电池充电。而且只需要安装一个电源,就可以为整个屋里的电器供电。 这一系统可以在未来得到广泛应用,例如针对电动汽车的充电区以及针对电脑芯片的电量传输。而采用这项技术研制的充电系统所需要的充电时间只有当前的一百五十分之一。这项技术具有优良的能量传输特性,从而显现出独一无二的优势。在一个较远的距离上,摆脱电线的束缚,能量在空间中分布,而我们需要做的只是在任何一个地方利用它。 本文综述了无线充电技术,或者说无线能量传输技术在生活中的应用,并介绍了此技术在未来可能得到的应用,如太阳能外空间收集、地球能量网、实时定位,最后提出了在应用中待解决的问题。 2无线能量传输工作原理 2.1基本原理 当振荡电路为非理想状态而有电阻时,电阻发热,成为阻尼振荡;当振荡电路中有外加的周期性电动势作用时,将成为受迫振荡;当外加电动势的频率与电路自由振荡的固有频率ω相同时,振幅达最大值,叫电磁共振。 电磁共振是目前正在研究的一种电力传输方式,是利用电流通过线圈产生同频率的磁场共振实现无线供电,磁场的强弱决定了它的传输距离和效率,它可以实现10m左右距离的室内供电。并且它们传递能量的强度不会受到周围事物的影响。但由于目前的实验所需要的线圈直径较大,还仅仅停留在实验阶段,而且,必须对其相应频率进行保护,防止相同频率的电磁波进行干扰,降低效率。 2.2装置原理图

电力系统谐振消除方法

电力系统谐振消除方法 电力系统铁磁谐振一直影响着电气设备和电网的安全运行,特别是对中性点不直接接地系统,铁磁谐振所占的比例较大,因此对此类铁磁谐振问题研究得较多。本文针对电力系统谐振消除方法进行探讨和分析,并提出一些意见,为相关工作者提供参考。 电力系统中过电压现象较为普遍。引起电网过电压的原因主要有谐振过电压、操作过电压、雷电过电压以及系统运行方式突变,负荷剧烈波动引起系统过电压等。其中,谐振过电压出现频繁,其危害很大。过电压一旦发生,往往造成系统电气设备的损坏和大面积停电事故发生。据多年来电力生产运行的记载和事故分析表明,中低压电网中过电压事故大多数是由于谐振现象引起的。日常工作中发现,在刮风、阴雨等特殊天气时,变电站35kV及以下系统发生间歇性接地的频率较高,当接地使得系统参数满足谐振条件时便会发生谐振,同时产生谐振过电压。谐振会给电力系统造成破坏性的后果:谐振使电网中的元件产生大量附加的谐波损耗,降低发电、输电及用电设备的效率,影响各种电气设备的正常工作;导致继电保护和自动装置误动作,并会使电气测量仪表计量不准确;会对邻近的通信系统产生干扰,产生噪声,降低通信质量,甚至使通信系统无法正常工作。 1.谐振及铁磁谐振

谐振是一种稳态现象,因此,电力系统中的谐振过电压不仅会在操作或事故时的过渡过程中产生,而且还可能在过渡过程结束后较长时间内稳定存在,直到发生新的操作谐振条件受到破坏为止。所以谐振过电压的持续时间要比操作过电压长得多,这种过电压一旦发生,往往会造成严重后果。运行经验表明,谐振过电压可在各种电压等级的网络中产生,尤其在35kV及以下的电网中,由谐振造成的事故较多,已成为系统内普遍关注的问题。因此,必须在设计时事先进行必要的计算和安排,或者采取一定附加措施(如装设阻尼电阻等),避免形成不利的谐振回路,在日常工作中合理操作防止谐振的产生,降低谐振过电压幅值和及时消除谐振。在6~35kV系统操作或故障情况下,系统振荡回路中往往由于变压器、电压互感器、消弧线圈等铁芯电感的磁路饱和作用而激发起持续性的较高幅值的铁磁谐振过电压。铁磁谐振可以是基波谐振、高次谐波谐振、分次谐波谐振,其共同特征是系统电压升高,引起绝缘闪络或避雷器爆炸;或产生高值零序电压分量,出现虚幻接地现象和不正确的接地指示;或者在PT中出现过电流,引起熔断器熔断或互感器烧坏;母线PT的开口三角绕组出现较高电压,使母线绝缘监视信号动作。各次谐波谐振不同特点主要在于: ①分次谐波谐振三相电压依次轮流升高,超过线电压,一般不超过2倍相电压,三相电压表指针在相同范围出现低频摆动。

电磁干扰的传播过程

电磁干扰的传播过程 电磁干扰是电子电路设计过程中最常见的问题,设计师们一直在寻找能够完全消除或降低电磁干扰,也就是EMI的方法。但想要完全的消除EMI的干扰,首先需要的就是了解EMI是什么,它的传播过程是怎样的,本文就将对EMI的传播过程进行一个大致的介绍。 EMI是电磁干扰的统称,但实际上电磁干扰分为两种,一种是传到干扰,另一种是辐射干扰。传导干扰主要是电子设备产生的干扰信号是通过导线或公共电源线进行传输,互相产生干扰。进一步细分,传导干扰又分共模干扰和差模干扰。 EMI的传播过程 EMI的传播过程主要途经三个部分,干扰源、干扰途径、接收器。对于开关电源来说,最后一部分是不需要考虑的,干扰源也不能消灭,因为它也是开关电源之所以能工作的源头,但是可以通过软开关、加缓冲等方式来使干扰源的干扰小一些。控制干扰途径是降低开关电源EMI的重要一环,也是本文的重点。 信号源波形产生的频谱

电压波形产生的频谱 周期信号的频谱是没有偶次谐波的,正负对称的波形产生的频率分量更少,像桥式电路。高数都忘光了,有兴趣的做一下FFT。 占空比和波形斜率的影响 占空比越大时,干扰的幅度也大一些,这个可由FFT的系数算出来。 波形的斜率对干扰的高频部分影响非常大。低频部分几乎没有影响。低频部分主要由波形的幅度和高电平部分的宽度决定的,但高频部分大幅度下降的转折点为1/(3.14*tr),所以tr 越大时,转折点的频率越低,高频下降越大。 所以我们应该想到降低斜率的措施,缓冲电路。

小结: 电压和电流波形都有很丰富的频率成分 超过200M时由于幅值已经很低,所以影响很小 波形影响低频部分 上升沿和下降沿影响高频部分 占空比对个频谱幅值有一点影响 可以看到电磁干扰的过程并不简单,但也并非复杂难解。只有在充分理解EMI的原力之后才能对EMI进行行之有效的规避和抑制,希望大家在阅读过本文后能对EMI有进一步的了解。

开关器件通断瞬间电磁干扰危害之一二实例

开关器件通断瞬间电磁干扰危害之一二实例 安徽电子科学研究所李浩 近日,听闻同事抱怨调试中的电路经常出现单片机死机的情况。而上一版与此版电路结构和程序都几乎相同的电路却没有出现过类似问题。想来想去,开始怀疑是程序中计算出错导致溢出等软件问题,又一回想,该程序是他使用了近两年的成熟程序,应该不会是程序出错导致单片机死机。经调试发现,单品机是进入了硬件异常死循环中。那么,我想咱们就从硬件着手查找下问题所在。一看电路板上有继电器且继电器与单片机部分距离较近且无任何隔离措施,本次调试的电路与上一版电路相比,继电器距离单片机和晶振的距离更近一些。于是想到了一种可能原因,那就是继电器触点在通断过程中或释放出较严重的高频干扰信号,影响到与之临近的单片机和晶振。讲到这里,同事表示认同,于是他将晶振的外壳与电路地焊接起来,再经一番测试,没有再发现单片机死机的情况了。 关于晶振外壳是否该接地的问题,我想答案可能不是唯一的。像本案例中,外壳接地显然有助于提高抗干扰的能力,既然如此为何厂家在设计时不预留专门用于接地的焊点呢?我想,是不是这样的做法可能对晶振性能产生影响呢?究竟如何抉择,估计得要电子工程师们因地制宜了。 下图所示为两块尺寸大小不同的电路板: 实际上开关器件在通断瞬间会产生的含有高频脉冲的电磁干扰现象,对于略有修为的工程师们应该都是明了的。我猜想,对于大多数电子工程师而言,可能对于此类干扰还只是停留在感性认识上,只是知道开关器件应该是会产生电磁干扰的,要注意去防护,而对于其电磁干扰的幅度和危害性没有真正形成量化的认识,似懂而非懂,若即若离。当然,也不排除本人自己少见多怪,孤陋寡闻咯。在此我讲述一个之前遭遇的案例。电路其中一项功能是通过单片机的IO口捕捉上升沿,以判定是否IO口所接信号是否变动。正常测试一切OK,偶然的机会,在操作电路板附近的电焊台开关时,发现IO误判信号出现上升沿,且概率较大,插拔附近的插座时同样出现此情况。开始时我只想到的是,开关瞬间产生的干扰信号是通过电路导线耦合至IO口所接信号线上的,即以为传导骚扰是造成干扰出现的罪魁祸首。为验

常见电磁干扰

常见电磁干扰 所谓的电磁干扰,广义来说,一切进入信道或通信系统的非有用信号,均称之为电磁干扰。按照干扰产生的方式,可分为自然干扰和人为干扰两类。自然干扰以其发生源不可控制为特点。例如:大气噪声、宇宙噪声和太阳噪声等。人为干扰以其发生源可知并且可控为特点,又可分为无线电干扰和非无线电干扰两大类。无线电干扰主要是指通讯设备收、发信机产生的各种干扰。如由发信机产生的杂散辐射(发信机寄生辐射)、边带噪声,由收信机产生的寄生响应,以及由收、发信机都可能产生的互调干扰等。非无线电干扰包括工业、科研、医疗及家用电气设备产生的干扰,还包括电力线干扰及由各种方式产生的火花干扰等。 本文主要探讨移动通信中常出现的干扰。近几年来,随着计算机技术和微电子技术的不断发展,传统的移动通信在技术上也取得了一系列的突破,并以其容量大,保密性好,通信稳定和机动、灵活等特点,在军事领域及水利、气象、交通、公安等部门得到了广泛应用。特别是深圳地区,其应用范围之广,数目之多是惊人的,然而,由于空间道路即无线电频率的紧张和拥挤,移动通信网中的无线电干扰问题也显得日益严重,在利用移动网时,应特别注意解决干扰问题,除了要进行必要的线路技术分析以外,还要根据不同的信道条件。正确选择通信机类型及其参数指标。 一、移动通信网中常见的几种干扰类型 1.邻道干扰 2.发信机噪声 3.发信机辐射和收信机寄生响应 4.互调干扰 5.同频干扰(同信道干扰) 根据抑制措施的不同,这五种干扰粗略地可分为两类:一类是在组网前,通过选择技术性能优良的机型便可以克服的干扰。如前三种干扰,它反映了设备的内在性能、质量即电磁兼容性问题。从源头上消除干扰源;二是在组网后,通过采取一些技、战术措施便可以消除干扰,如后两种,它在一定程度上反映了设备及网络的管理维护水平。 二、移动通信网常见干扰的形成及抑制措施 1.邻道干扰 邻道干扰是来自相邻波道信号。它是由于收信机选择性差,或者是邻道发信机频带过宽造成的(这种干扰一般来源于2-3Km范围内的发信电台)。对于前者,可以靠提高收信机的选择性来消除;而后者只能以限制相邻频道发信机带宽的方法加以解决。所有这些,只有通过提高收、发信机的设计要求和技术指标才能实现。 2.发信机噪声 是以载频为中心,分布在数十千赫到数兆赫范围之内的频率,对其它收信机造成的干扰。发信机噪声的大小,主要由振荡器的信噪比和串入倍频器、调制器的噪声来决定的。为了降低发信机的噪声,一是要选择好振荡器的供电电源(采用稳压电源、加滤波器等),二是要减少倍频次数。 3.发信机寄生辐射和收信机寄生响应 (1)发信机寄生辐射:由于发信机多级倍频器的非线性及滤波特性的不完善,在发信机的输出端将产生许多寄生物,称之为寄生辐射,即发信机杂波辐射。

形成开关电源电磁干扰的三要素及解决方案

形成开关电源电磁干扰的三要素及解决方案 深圳市森树强电子科技有限公司 形成开关电源电磁干扰的三要素是干扰源、传播途径和受扰设备 首先应该抑制开关电源干扰源,直接消除干扰原因; 其次是消除干扰源和受扰设备之间的耦合和辐射,切断电磁干扰的传播途径; 第三是提高受扰设备的抗扰能力,减低其对噪声的敏感度。 目前抑制干扰的几种措施基本上都是用切断电磁干扰源和受扰设备之间的耦合通道,它们确是行之有效的办法。常用的方法是屏蔽、接地和滤波。 采用屏蔽技术可以有效地抑制开关电源的电磁辐射干扰。例如,功率开关管和输出二极管通常有较大的功率损耗,为了散热往往需要安装散热器或直接安装在电源底 板上。器件安装时需要导热性能好的绝缘片进行绝缘,这就使器件与底板和散热器之 间产生了分布电容,开关电源的底板是交流电源的地线,因而通过器件与底板之间的 分布电容将电磁干扰耦合到交流输入端产生共模干扰,解决这个问题的办法是采用两 层绝缘片之间夹一层屏蔽片,并把屏蔽片接到直流地上,割断了射频干扰向输入电网 传播的途径。为了抑制开关电源产生的辐射,电磁干扰对其他电子设备的影响,可完 全按照对磁场屏蔽的方法来加工屏蔽罩,然后将整个屏蔽罩与系统的机壳和地连接为 一体,就能对电磁场进行有效的屏蔽。电源某些部分与大地相连可以起到抑制干扰的 作用。例如,静电屏蔽层接地可以抑制变化电场的干扰;电磁屏蔽用的导体原则上可 以不接地,但不接地的屏蔽导体时常增强静电耦合而产生所谓“负静电屏蔽”效应, 所以仍以接地为好,这样使电磁屏蔽能同时发挥静电屏蔽的作用。电路的公共参考点 与大地相连,可为信号回路提供稳定的参考电位。因此,系统中的安全保护地线、屏 蔽接地线和公共参考地线各自形成接地母线后,最终都与大地相连。 在电路系统设计中应遵循“一点接地”的原则,如果形成多点接地,会出现闭合的接地环路,当磁力线穿过该回路时将产生磁感应噪声,实际上很难实现“一点接地”。因此,为降低接地阻抗,消除分布电容的影响而采取平面式或多点接地,利用一个导 电平面(底板或多层印制板电路的导电平面层等)作为参考地,需要接地的各部分就近 接到该参考地上。为进一步减小接地回路的压降,可用旁路电容减少返回电流的幅值。

电力系统谐振消除方法

电力系统谐振消除方法 行,特别是对中性点不直接接地系统,铁磁谐振所占的比例较大,因此对此类铁磁谐振问题研究得较多。本文针对电力系统谐振消除方法进行探讨和分析,并提出一些意见,为相关工作者提供参考。 电力系统中过电压现象较为普遍。引起电网过电压的原因主要有谐振过电压、操作过电压、雷电过电压以及系统运行方式突变,负荷剧烈波动引起系统过电压等。其中,谐振过电压出现频繁,其危害很大。过电压一旦发生,往往造成系统电气设备的损坏和大面积停电事故发生。据多年来电力生产运行的记载和事故分析表明,中低压电网中过电压事故大多数是由于谐振现象引起的。日常工作中发现,在刮风、阴雨等特殊天气时,变电站35kV及以下系统发生间歇性接地的频率较高,当接地使得系统参数满足谐振条件时便会发生谐振,同时产生谐振过电压。谐振会给电力系统造成破坏性的后果:谐振使电网中的元件产生大量附加的谐波损耗,降低发电、输电及用电设备的效率,影响各种电气设备的正常工作;导致继电保护和自动装置误动作,并会使电气测量仪表计量不准确;会对邻近的通信系统产生干扰,产生噪声,降低通信质量,甚至使通信系统无法正常工作。 1.谐振及铁磁谐振 谐振是一种稳态现象,因此,电力系统中的谐振过电压不仅会在操作或事故时的过渡过程中产生,而且还可能在过渡过程结束后较长时间

内稳定存在,直到发生新的操作谐振条件受到破坏为止。所以谐振过电压的持续时间要比操作过电压长得多,这种过电压一旦发生,往往会造成严重后果。运行经验表明,谐振过电压可在各种电压等级的网络中产生,尤其在35kV及以下的电网中,由谐振造成的事故较多,已成为系统内普遍关注的问题。因此,必须在设计时事先进行必要的计算和安排,或者采取一定附加措施(如装设阻尼电阻等),避免形成不利的谐振回路,在日常工作中合理操作防止谐振的产生,降低谐振过电压幅值和及时消除谐振。在6~35kV系统操作或故障情况下,系统振荡回路中往往由于变压器、电压互感器、消弧线圈等铁芯电感的磁路饱和作用而激发起持续性的较高幅值的铁磁谐振过电压。铁磁谐振可以是基波谐振、高次谐波谐振、分次谐波谐振,其共同特征是系统电压升高,引起绝缘闪络或避雷器爆炸;或产生高值零序电压分量,出现虚幻接地现象和不正确的接地指示;或者在PT中出现过电流,引起熔断器熔断或互感器烧坏;母线PT的开口三角绕组出现较高电压,使母线绝缘监视信号动作。各次谐波谐振不同特点主要在于: ①分次谐波谐振三相电压依次轮流升高,超过线电压,一般不超过2倍相电压,三相电压表指针在相同范围出现低频摆动。 ②基波谐振时,两相电压升高,超过线电压,但一般不超过3倍相电压,一相电压降低但不等于零。 ③高次谐波谐振时,三相电压同时升高或其中一相明显升高,超过线电压,但不超过3~3.5倍相电压。

汽车电子电器电磁干扰的产生及解决方案

汽车电子电器电磁干扰的产生及解决方案 随着电子技术的飞速发展,越来越多的电器设备应用到汽车上,提升了汽车的整体性能,但同时也带来了一个新的问题,由于采用大量电子设备而产生的电磁干扰。针对汽车电子电器电磁干扰的产生及解决方案这一问题,本文系统分析了汽车内部的点火系统、电机、电源、线路以及静电等引起的电磁干扰,并提出一些措施来防止电磁干扰。 只要是带电的物体都会对周围产生辐射或受到其它磁场辐射的作用,那么对于应用大量电子设备的车辆而言,电磁辐射干扰对于车辆电气系统的正常运行就会带来很大的影响。随着汽车工业日新月异的发展和汽车电子电器设备的大量应用,汽车电磁干扰的特点及其产生的影响也有了巨大的变化。本文就汽车电子电器电磁干扰的产生及解决方案进行探讨。 1 汽车电器电磁干扰概念及分类: 1.1汽车电器电磁干扰:是指任何能中断、阻碍、降低或限制汽车电气、电子设备有效性能的电磁能量,对有用电磁信号的接收产生不良影响,导致设备、传输信道和系统性能劣化的电磁骚扰。根据电磁干扰所产生的特点,将干扰源、传播途径和敏感设备称为电磁干扰三要素,在汽车电磁干扰形成的过程中,电磁干扰源为汽车启动或运行时电压瞬时变化较大的设备:如高压点火系统、各种感性负载(电机类电器部件)、各种开关类部件(如闪光继电器)、各种电子控制单元以及各种灯具、无线电设备等;电磁干扰途径主要分为传导干扰和辐射干扰,如在汽车启动瞬间点火机构所产生的扰动为传导干扰,而无线电干扰即为辐射干扰。敏感设备主要为汽车电子设备,如发动机控制单元(ECU)、ABS、安全气囊及各种电子模块等。 1.2汽车电子设备工作在行驶环境不断变化的汽车上,由于汽车电子设备形成以蓄电池和交流发电机为核心电源以及车体为公共地的电气网络,各部分线束都会通过电源和地线彼此传导干扰,而不相邻导线间也因天线效应而辐射干扰,干扰组成较多,环境中电磁能量构成的复杂性和多变性,意味着系统所受到的电磁干扰来源比较广泛。按照电磁干扰的来源可分为汽车内部电磁干扰、汽车外部电磁干扰、无线电干扰和车体静电干扰。 2针对不同的干扰源,下面对汽车电磁干扰现象作以分析: 2.1 汽车内部电磁干扰 2.1.1点火系统的电磁干扰

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