電磁兼容原理小綜述_第1頁(yè)
電磁兼容原理小綜述_第2頁(yè)
電磁兼容原理小綜述_第3頁(yè)
電磁兼容原理小綜述_第4頁(yè)
全文預(yù)覽已結(jié)束

下載本文檔

版權(quán)說(shuō)明:本文檔由用戶提供并上傳,收益歸屬內(nèi)容提供方,若內(nèi)容存在侵權(quán),請(qǐng)進(jìn)行舉報(bào)或認(rèn)領(lǐng)

文檔簡(jiǎn)介

1、電磁兼容技術(shù)的發(fā)展電磁兼容( Electromagnetic Compatibility,簡(jiǎn)稱EMC)一般指電氣及電子設(shè)備在共同的電磁環(huán)境中能執(zhí)行各自功能的共存狀態(tài),即要求在同一電磁環(huán)境中的上述各種設(shè)備都能正常工作,又互不干擾,達(dá)到兼容狀態(tài)。這個(gè)概念有兩層含義,第一是電氣及電子設(shè)備要具有抵抗外界電磁干擾的能力;第二是電氣及電子設(shè)備對(duì)外發(fā)射的電磁干擾不能超過(guò)一定的限值,要盡可能少。電磁兼容技術(shù)是一門迅速發(fā)展的交叉學(xué)科,其理論基礎(chǔ)涉及數(shù)學(xué)、電磁場(chǎng)理論、電路基礎(chǔ)、信號(hào)分析等學(xué)科與技術(shù),其應(yīng)用范圍幾乎涉及到所有用電領(lǐng)域。在當(dāng)今信息社會(huì)中,隨著電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,一個(gè)系統(tǒng)中采用的電氣及電子設(shè)備數(shù)

2、量大幅度增加,而且電子設(shè)備的頻帶日益加寬,功率逐漸增大,信息傳輸速率提高,靈敏度提高,連接各種設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)也越來(lái)越復(fù)雜,因此,電磁兼容問題日漸重要。我國(guó)每年都招收大量的電氣工程類本科生和研究。其中本科生通過(guò)專業(yè)基礎(chǔ)課程的學(xué)習(xí),他們會(huì)具有一定的電路理論和電磁場(chǎng)理論知識(shí),在他們中開展電磁兼容性人才的培養(yǎng),無(wú)疑是獲得大量從事電磁兼容性研究人員,普及電磁兼容性知識(shí)和技術(shù)的一個(gè)有效的途徑。但是,電磁兼容性這個(gè)新興學(xué)科,具有很強(qiáng)的學(xué)科綜合性,涉及的知識(shí)面廣,特別是大量引用和借鑒無(wú)線電技術(shù)的概念和術(shù)語(yǔ),這使得電氣工程類學(xué)生成為電磁兼容性研究人才具有一定的難度。這在電磁兼容學(xué)科的人才培養(yǎng)上必須給與足夠的重視,給

3、出有效的方法和對(duì)策。1.從電氣工程類學(xué)生中培養(yǎng)電磁兼容性人才電磁兼容學(xué)科的基礎(chǔ)是電路理論及電磁場(chǎng)和電磁波理論。而電路原理、電磁場(chǎng)理論與電磁波等課程是電氣工程類學(xué)生必修的課程,加上其他數(shù)理課程的學(xué)習(xí),他們有學(xué)好電磁兼容學(xué)科知識(shí)的基礎(chǔ)。但是,由于電磁兼容學(xué)科是從無(wú)線電干擾及抗干擾基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的,借用了大量無(wú)線電學(xué)科中的概念、術(shù)語(yǔ),僅有電路理論和電磁場(chǎng)和電磁波知識(shí),只能說(shuō)具備了進(jìn)行電磁兼容性研究的先決條件。現(xiàn)在的電磁兼容學(xué)科所研究的問題,涵蓋的領(lǐng)域變得十分廣,包括環(huán)境電磁學(xué),電磁場(chǎng)對(duì)人體的作用等方面,因此,還要有相關(guān)學(xué)科的知識(shí)。另外,還必須掌握電磁兼容性研究中所獨(dú)有的研究、計(jì)算和分析方法。電磁兼容

4、學(xué)科中包含的研究領(lǐng)域十分廣泛,如電磁干擾機(jī)理及傳播耦合理論、電磁兼容預(yù)測(cè)和分析、信息設(shè)備電磁泄露與防護(hù)技術(shù)研究等。電磁兼容課程的開設(shè)過(guò)去多集中在電子、通訊類學(xué)科。隨著電子電氣技術(shù)的發(fā)展,廣大電氣工程類學(xué)生也認(rèn)識(shí)到電磁兼容性的重要性,學(xué)習(xí)電磁兼容課程的人數(shù)逐年增加。由于電磁兼容問題是從實(shí)際中產(chǎn)生出來(lái)的,因此我們?cè)趯W(xué)習(xí)中,除了講授新的概念和知識(shí)及其物理意義,還結(jié)合原來(lái)學(xué)過(guò)的知識(shí)用我們能接觸到的一些事例來(lái)增加對(duì)電磁兼容性的認(rèn)識(shí)。并用電磁兼容性知識(shí)在科研工作中的一些具體范例來(lái)表明其重要性。如在科研工作中,我們往往會(huì)應(yīng)用電磁兼容知識(shí),如接地、濾波、屏蔽等。但在某些工作中,如一些復(fù)雜電子電路及系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、

5、調(diào)試,必須專門地、充分地考慮系統(tǒng)的電磁兼容性。我們生活在電磁環(huán)境之中,如今,隨著電視、手機(jī)、微波爐等家用電子電氣的廣泛使用,使電磁兼容間題日益突出。加油站為什么明示不能使用手機(jī)?家用電器相互之間是否能很好的兼容工作?它們的外輻射對(duì)我們的健康是否有害?手機(jī)在接通的初始時(shí)刻,它的輻射相對(duì)較強(qiáng),這時(shí)它能使離的近電腦屏幕發(fā)生抖動(dòng),這時(shí)對(duì)我們的大腦是否有傷害等等問題,都需要我們認(rèn)真考慮。還有,由于人們對(duì)電磁輻射污染的負(fù)面影響談?wù)摰妮^多,因此如何正確看待電磁輻射及其污染,是電磁兼容知識(shí)普及所面臨的問題。我們知道,超過(guò)一定限值的電磁輻射作用于人體是有危害的,但當(dāng)環(huán)境中的電磁輻射水平低于國(guó)家規(guī)定的限值標(biāo)準(zhǔn)時(shí),

6、則是安全的。當(dāng)然,按照輻射照射盡可能低的防護(hù)原則,應(yīng)盡量降低環(huán)境中的電磁輻射。2.電磁兼容技術(shù)的發(fā)展電磁兼容技術(shù)是由過(guò)去的電磁干擾研究(Electromagnetic Interference)發(fā)展起來(lái)的。電磁干擾的研究工作可追溯到19世紀(jì)。1881年,希維賽德就發(fā)表了著名的論文“論干擾”,標(biāo)志著研究干擾問題的開始。到20世紀(jì)20年代后, 各工業(yè)國(guó)家都日益重視電磁干擾的研究, 成立了許多相關(guān)的國(guó)際組織。20世紀(jì)40年代后各國(guó)開始比較系統(tǒng)地進(jìn)行電磁兼容技術(shù)的研究。比如美國(guó)自1945年開始,頒布了一系列電磁兼容方面的軍用標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計(jì)規(guī)范,并不斷加以充實(shí)和完善,使得電磁兼容技術(shù)進(jìn)入了新的發(fā)展階段。20

7、世紀(jì)60年代之后,電子計(jì)算機(jī)、信息技術(shù)、測(cè)試設(shè)備、電信、半導(dǎo)體等電子和電氣技術(shù)得到了迅速發(fā)展和廣泛應(yīng)用,已滲透到社會(huì)生活的各個(gè)領(lǐng)域。但是廣泛應(yīng)用微電子技術(shù)的設(shè)備,其安全性、可靠性和電磁兼容性卻難以得到保證?,F(xiàn)代電子設(shè)備和當(dāng)今日趨復(fù)雜的電磁環(huán)境相互作用,電子設(shè)備越現(xiàn)代化,其所造成的電磁環(huán)境就越復(fù)雜;反之,復(fù)雜的電磁環(huán)境又對(duì)電子設(shè)備提出更為嚴(yán)格的要求。因此,電磁兼容技術(shù)獲得了空前的發(fā)展,為優(yōu)化電磁環(huán)境,保證電子設(shè)備的正常工作,提供科學(xué)的方法。20世紀(jì)80年代后,電磁兼容技術(shù)的發(fā)展進(jìn)入了全新的階段,開始實(shí)行強(qiáng)制認(rèn)證制度了。國(guó)際上,歐盟89/336/EEC電磁兼容指令從1996年1月1日開始強(qiáng)制執(zhí)行,

8、大大推動(dòng)了全球的電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)的強(qiáng)制執(zhí)行和電磁兼容認(rèn)證工作,使其更加規(guī)范化和法制化。2004年12月15日歐洲議會(huì)、歐共體理事會(huì)通過(guò)了一個(gè)新的電磁兼容指令: 2004/ 108 /EC,該指令自發(fā)布于歐盟官方公報(bào)之后第20天開始生效,并于2007年7月20日起強(qiáng)制執(zhí)行,并同時(shí)廢除89/336/EEC指令。這進(jìn)一步促進(jìn)我國(guó)電磁兼容認(rèn)證制度的發(fā)展。緊跟國(guó)際潮流,我國(guó)也建立了強(qiáng)制性產(chǎn)品認(rèn)證制度。2001年12月,國(guó)家發(fā)布強(qiáng)制性產(chǎn)品認(rèn)證管理規(guī)定,英文名稱為China Compulsory Certification,英文縮寫為 CCC,簡(jiǎn)稱為3C認(rèn)證,3C認(rèn)證對(duì)這些產(chǎn)品的安全性能、電磁兼容性、防電磁輻射

9、等方面都做了詳細(xì)規(guī)定。2002年5月1日起,國(guó)家相關(guān)部門開始受理第一批列入強(qiáng)制性產(chǎn)品目錄的認(rèn)證申請(qǐng),對(duì)列入目錄的產(chǎn)品,凡未獲得強(qiáng)制性產(chǎn)品認(rèn)證證書和未加施CCC強(qiáng)制性認(rèn)證標(biāo)志的產(chǎn)品,不得出廠、進(jìn)口和銷售。3.電磁兼容技術(shù)研究現(xiàn)狀電磁兼容作為一門新興的學(xué)科,其理論基礎(chǔ)涉及數(shù)學(xué)、電磁場(chǎng)理論、電路基礎(chǔ)、信號(hào)分析等學(xué)科與技術(shù),其理論和應(yīng)用研究始終在不斷地發(fā)展。電磁兼容領(lǐng)域的理論研究、特性測(cè)量和產(chǎn)品開發(fā),需要投入高科技專業(yè)人才和巨大的資金,做基礎(chǔ)理論研究可能需要3至5年, 甚至10年或更長(zhǎng)的時(shí)間才可能將成果轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn),轉(zhuǎn)化為測(cè)試技術(shù)。而相當(dāng)于一般性的高科技產(chǎn)品,市場(chǎng)需求量小很多,形成了高投入,低產(chǎn)出的不良

10、局面,因此從事研究的機(jī)構(gòu)較少。在國(guó)外,電磁兼容的理論研究主要由一些國(guó)立研究機(jī)構(gòu)、較著名的大學(xué)和研究所承擔(dān),少數(shù)實(shí)力雄厚的大公司也進(jìn)行一些基礎(chǔ)理論的研究。國(guó)外開展電磁兼容技術(shù)研究的機(jī)構(gòu)大致分為兩類。一類是以美國(guó)NIST、英國(guó)NPL以及德國(guó)PTB等為代表的國(guó)立研究機(jī)構(gòu),他們主要從事各類測(cè)量天線、磁場(chǎng)探頭、電場(chǎng)探頭和EMC測(cè)試場(chǎng)地的校準(zhǔn)研究, 并對(duì)外提供服務(wù)。另一類則是專門從事校準(zhǔn)服務(wù)的公司以及EMC檢測(cè)設(shè)備制造商的校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室,他們均取得了國(guó)際上一些著名認(rèn)證機(jī)構(gòu)的授權(quán)。我國(guó)最早從事電磁兼容技術(shù)研究的是上海電器科學(xué)研究所,早在1962年就開始進(jìn)行無(wú)線電干擾的測(cè)量和船用電機(jī)電器無(wú)線電干擾標(biāo)準(zhǔn)的制定工作。

11、從事電磁兼容學(xué)科研究的大學(xué)主要有北京郵電大學(xué)、北京交通大學(xué)和東南大學(xué)等。從事電磁兼容檢測(cè)的研究所有上海電器科學(xué)研究所、信息產(chǎn)業(yè)部電子三所、四所、五所和廣州電器科學(xué)研究所、武漢高壓研究所等。3.1 電磁兼容理論研究在理論研究上,IEEE很早就注意到無(wú)線電干擾問題了,1957年10月成立了射頻干擾專業(yè)組,并于1959年5月出版了學(xué)報(bào)的射頻干擾( RFI) 分冊(cè)。1964年IEEE學(xué)報(bào)又將RFI分冊(cè)改為電磁兼容( EMC)分冊(cè),該學(xué)會(huì)( EMC Society)每年組織一次重要的學(xué)術(shù)會(huì)議。電磁兼容理論研究?jī)?nèi)容主要包括設(shè)備抗干擾措施的研究、設(shè)備的電磁兼容測(cè)試技術(shù)的研究、設(shè)備電磁發(fā)射控制措施的研究、電磁

12、兼容防護(hù)元器件特性的研究、電磁兼容測(cè)試場(chǎng)地的研究以及電磁干擾機(jī)理分析研究等。解決電磁兼容等電磁問題的主要方法有基于傳播空間離散化的微分方程方法和基于散射體表面或內(nèi)部離散化的積分方程方法以及各種混合方法。微分方程方法能夠得到稀疏陣,但求解區(qū)域遠(yuǎn)大于散射體本身,且場(chǎng)的傳播在空間離散描述,造成空間色散誤差。另外,由于只能在有限區(qū)域內(nèi)計(jì)算,這就要求必須設(shè)置邊界條件。積分方程方法通過(guò)求解散射體表面或體積內(nèi)的感應(yīng)電流來(lái)分析散射問題,不存在空間色散誤差。微分方程方法往往比積分方程方法更容易實(shí)現(xiàn)求解任意復(fù)雜媒體環(huán)境下的電磁問題。對(duì)于均勻背景介質(zhì)中的開放域問題,常常采用積分方程方法進(jìn)行求解。對(duì)于單獨(dú)利用微分方程

13、方法積分方程方法均難以求解的問題,往往采用混合方法分析。常見的積分方程方法有矩量法(MOM)、體積分方程方法(VIEM)。常見的微分方程方法有時(shí)域有限差分法(F DFD)、有限元法(FEM)、區(qū)域分解法(DDM)等。3.2 電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)IEC有兩個(gè)專門從事EMC標(biāo)準(zhǔn)化工作的技術(shù)委員會(huì):一個(gè)是國(guó)際無(wú)線電干擾特別委員會(huì)(CISPR),成立于1934年;另一個(gè)是電磁兼容技術(shù)委員會(huì)(TC77),成立于1981年。CISPR基本上將通常的工業(yè)和民用產(chǎn)品的EMC考慮在其標(biāo)準(zhǔn)中,還起草了通用射頻騷擾限值國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)草案,對(duì)那些新開發(fā)的以及暫時(shí)還不能與現(xiàn)有CISPR產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)相對(duì)應(yīng)的產(chǎn)品,可以用射頻騷擾限制來(lái)加以限

14、制,實(shí)際工作頻率范圍從9kHz-18GHz已擴(kuò)展到DC-40GHz。TC77最初主要關(guān)心低壓電網(wǎng)系統(tǒng)的EMC問題(9kHz以下頻段),后來(lái)將其工作范圍擴(kuò)大到整個(gè)EMC所涉及的頻率范圍及產(chǎn)品。目前CISPR已制定14個(gè)標(biāo)準(zhǔn),TC77也已制定14個(gè)IEC標(biāo)準(zhǔn)。其中IEC61000-4系列標(biāo)準(zhǔn)是目前國(guó)際上比較完整和系統(tǒng)的抗擾度標(biāo)準(zhǔn)。無(wú)論是CISPR還是TC77制定的標(biāo)準(zhǔn),除了對(duì)測(cè)試方法作出嚴(yán)格規(guī)定之外,均對(duì)測(cè)試場(chǎng)地和測(cè)試設(shè)備提出了明確要求。EMC計(jì)量測(cè)試研究的內(nèi)容主要就是針對(duì)那些用于EMC測(cè)試的場(chǎng)地和設(shè)備,定期對(duì)它們進(jìn)行計(jì)量和校準(zhǔn)。一方面驗(yàn)證他們的各項(xiàng)性能指標(biāo)是否仍在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的范圍之內(nèi),另一方面也起

15、到量值溯源的作用,保證測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性和可追溯性。電磁干擾和克服電磁干擾的問題很早就引起人們的高度重視,國(guó)際電工委員會(huì)( IEC)先后制定了一系列國(guó)際標(biāo)準(zhǔn),各國(guó)緊跟其后制定本國(guó)的電磁兼容標(biāo)準(zhǔn),我國(guó)則全面推行IEC標(biāo)準(zhǔn)。EMC計(jì)量測(cè)試今后作為電子計(jì)量測(cè)試的一個(gè)發(fā)展方向必將不斷得到重視和加強(qiáng)。我國(guó)電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)方面的工作相對(duì)落后。20世紀(jì)80年代,在當(dāng)時(shí)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)局的領(lǐng)導(dǎo)下,在全國(guó)開展將IEC/ CISPR的電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)化為我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)化工作。1986年8月, 我國(guó)成立了全國(guó)無(wú)線電干擾標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì),秘書處設(shè)在上海電器科學(xué)研究所。90年代到2000年初,又將IEC/ TC77系列基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)IEC61000( 主要是抗擾度標(biāo)準(zhǔn))轉(zhuǎn)化為國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。2000年7月,成立了全國(guó)電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)(相當(dāng)于中國(guó)的TC77),秘書處設(shè)在武漢高壓研究所。目前為止, 我國(guó)制、修定的電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)已有一百多個(gè)。隨著電氣和電子設(shè)備的廣泛應(yīng)用和技術(shù)的進(jìn)步,電磁兼容

溫馨提示

  • 1. 本站所有資源如無(wú)特殊說(shuō)明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請(qǐng)下載最新的WinRAR軟件解壓。
  • 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請(qǐng)聯(lián)系上傳者。文件的所有權(quán)益歸上傳用戶所有。
  • 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁(yè)內(nèi)容里面會(huì)有圖紙預(yù)覽,若沒有圖紙預(yù)覽就沒有圖紙。
  • 4. 未經(jīng)權(quán)益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
  • 5. 人人文庫(kù)網(wǎng)僅提供信息存儲(chǔ)空間,僅對(duì)用戶上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護(hù)處理,對(duì)用戶上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯,并不能對(duì)任何下載內(nèi)容負(fù)責(zé)。
  • 6. 下載文件中如有侵權(quán)或不適當(dāng)內(nèi)容,請(qǐng)與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
  • 7. 本站不保證下載資源的準(zhǔn)確性、安全性和完整性, 同時(shí)也不承擔(dān)用戶因使用這些下載資源對(duì)自己和他人造成任何形式的傷害或損失。

最新文檔

評(píng)論

0/150

提交評(píng)論