電磁兼容原理講解

1、電磁兼容原理講解第1頁，共16頁，2022年，5月20日，6點27分，星期五電氣與電子工程學(xué)院電磁兼容原理及應(yīng)用1 電磁環(huán)境電磁環(huán)境：利用電能進(jìn)行工作的各種電氣和電子設(shè)備，與設(shè)備的供電電源、設(shè)備的負(fù)載、周圍的其它電氣或電子設(shè)備、設(shè)備操作者或設(shè)備為之提供服務(wù)的人、甚至其它有生命的物質(zhì)等一起，形成了特定的工作環(huán)境。電氣、電子設(shè)備在運行中大都會經(jīng)歷電磁能量轉(zhuǎn)換的過程，而電磁能量轉(zhuǎn)換過程往往會對周圍環(huán)境中的其他用電設(shè)備、人或生物產(chǎn)生影響。運行中的電氣電子設(shè)備，也會由于其他設(shè)備工作時產(chǎn)生電磁能量轉(zhuǎn)換而受到電磁干擾。 第2頁，共16頁，2022年，5月20日，6點27分，星期五電氣與電子工程學(xué)院電磁兼容原

2、理及應(yīng)用1 電磁環(huán)境問題與現(xiàn)象：上世紀(jì)50年代開始，隨著自動化技術(shù)和電力電子器件的快速發(fā)展，電力電子技術(shù)的興起和微電子技術(shù)發(fā)展迅速向電氣設(shè)備領(lǐng)域滲透，形成電氣設(shè)備和電子設(shè)備結(jié)合、強(qiáng)電和弱電結(jié)合、機(jī)械和電氣結(jié)合、儀表和裝置結(jié)合、硬件和軟件結(jié)合的各種復(fù)雜控制系統(tǒng)，而且在結(jié)構(gòu)上也往往融為一體，同一電網(wǎng)中的用電設(shè)備越來越多，產(chǎn)生日趨復(fù)雜和嚴(yán)重的電磁環(huán)境和電磁干擾問題。 第3頁，共16頁，2022年，5月20日，6點27分，星期五電氣與電子工程學(xué)院電磁兼容原理及應(yīng)用1 電磁環(huán)境問題與現(xiàn)象：除了電氣電子設(shè)備在運行時由于發(fā)生電磁能力轉(zhuǎn)換過程可以產(chǎn)生電磁干擾現(xiàn)象外，自然現(xiàn)象中也有產(chǎn)生電磁干擾的情況，如：靜電放

3、電、閃電等現(xiàn)象產(chǎn)生的電子擾動也會引起電子設(shè)備的非正常響應(yīng)，雷電產(chǎn)生的強(qiáng)大電流甚至影響建筑和人的安全。第4頁，共16頁，2022年，5月20日，6點27分，星期五電氣與電子工程學(xué)院電磁兼容原理及應(yīng)用1 電磁環(huán)境電磁干擾基本種類：自然干擾來源于地球和宇宙中的自然電磁現(xiàn)象，如：宇宙干擾、雷電干擾、大氣干擾、熱噪聲，等人為干擾來自于有意發(fā)射干擾源和無意發(fā)射干擾源：有意發(fā)射干擾源：專用于輻射電磁能的設(shè)備，如廣播、電視、通信、雷達(dá)、導(dǎo)航等發(fā)射設(shè)備，通過向空間發(fā)射有用信號的電磁能量來工作，而對于不需要這些信號的電子設(shè)備或系統(tǒng)將構(gòu)成干擾。無意發(fā)射干擾源：發(fā)射電磁能力不是其工作的主要目的。如汽車的點火系統(tǒng)、各種

4、不同的用電裝置、電力電子裝置、電機(jī)傳動系統(tǒng)、照明裝置、高壓電力線、科學(xué)和醫(yī)用設(shè)備，靜電放電，核爆炸電磁脈沖，等。 第5頁，共16頁，2022年，5月20日，6點27分，星期五電氣與電子工程學(xué)院電磁兼容原理及應(yīng)用1 電磁環(huán)境圖1-1 具有多重電磁干擾的生活環(huán)境雷達(dá)和電視臺雷電電力傳輸線移動電臺電機(jī)傳導(dǎo)噪聲交流供電電路點火第6頁，共16頁，2022年，5月20日，6點27分，星期五電氣與電子工程學(xué)院電磁兼容原理及應(yīng)用1 電磁環(huán)境電磁環(huán)境基本概念：電子設(shè)備發(fā)射出來的電磁干擾具有一定的危害性降低電子元件的工作壽命，強(qiáng)度較大的電磁干擾可以擊穿電子設(shè)備，導(dǎo)致元件及整個系統(tǒng)的損壞；影響電子系統(tǒng)的信號，使其信

5、噪比降低，影響系統(tǒng)的正常工作；對信息安全與信息保密構(gòu)成嚴(yán)重威脅；引起人體細(xì)胞的生物效應(yīng)，出現(xiàn)頭暈、乏力、記憶力減退等現(xiàn)象，嚴(yán)重時會導(dǎo)致人體慢性病變。 某些情況下，例如軍事上，電磁環(huán)境的這一復(fù)雜特性又可以被利用來形成對敵方的干擾。 第7頁，共16頁，2022年，5月20日，6點27分，星期五電氣與電子工程學(xué)院電磁兼容原理及應(yīng)用1 電磁環(huán)境公共接地阻抗耦合場電纜共模耦合場導(dǎo)線差模耦合線線串?dāng)_電源線耦合天線耦合共模差模轉(zhuǎn)換共模差模轉(zhuǎn)換電源噪聲抑制接收機(jī)被干擾設(shè)備故障噪聲：電場磁場電壓電流圖1-2 電磁干擾從干擾源經(jīng)耦合通道到接收機(jī)的流程圖第8頁，共16頁，2022年，5月20日，6點27分，星期五電

6、氣與電子工程學(xué)院電磁兼容原理及應(yīng)用2 電磁兼容的基本概念1 電磁兼容：（E1ectromagnetic Compatibility，簡寫為EMC） 電與磁是不可分割，相互共存的一種物理現(xiàn)象 、物理環(huán)境；“電磁兼容”意味著：干擾可以在不損壞信息的前提下與有用信號共存； GB/T4765-1995電磁兼容術(shù)語確切定義：電磁兼容是指：設(shè)備或系統(tǒng)在其電磁環(huán)境中能正常工作，且不對該環(huán)境中任何事物構(gòu)成不能承受的電磁騷擾的能力。 第9頁，共16頁，2022年，5月20日，6點27分，星期五電氣與電子工程學(xué)院電磁兼容原理及應(yīng)用2 電磁兼容的基本概念1 電磁兼容的定義中包含著兩層意義：一是設(shè)備要有一定的抗電磁干

7、擾能力，使其在電磁環(huán)境中能正常工作；二是設(shè)備工作中自身產(chǎn)生的電磁騷擾應(yīng)抑制在一定水平下，不對該環(huán)境中的任何事物構(gòu)成不能承受的電磁騷擾。 第10頁，共16頁，2022年，5月20日，6點27分，星期五電氣與電子工程學(xué)院電磁兼容原理及應(yīng)用2 電磁兼容的基本概念2 電磁兼容技術(shù)的發(fā)展：國外發(fā)展水平國內(nèi)發(fā)展水平 EMC是一門獨立的學(xué)科，隨著電磁能量利用的發(fā)展，它的研究將有利于預(yù)測并控制變化著的地球和天體周圍的電磁環(huán)境、為了協(xié)調(diào)環(huán)境所采取控制方法、各項電氣規(guī)程的制定以及電磁環(huán)境的協(xié)調(diào)和電磁能量的合理應(yīng)用等。 第11頁，共16頁，2022年，5月20日，6點27分，星期五電氣與電子工程學(xué)院電磁兼容原理及應(yīng)

8、用3 基本術(shù)語1 噪聲和干擾 2 電磁干擾三要素3 電磁發(fā)射4 電磁騷擾5 電磁干擾6 電磁噪聲7 電磁脈沖8 靜電放電9 電磁輻射 10 帶寬 11 寬帶發(fā)射 12 窄帶發(fā)射 13 串?dāng)_ 14 共模 15 差模 16 敏感性 17 騷擾限值 18 信噪比19 耦合路徑 第12頁，共16頁，2022年，5月20日，6點27分，星期五電氣與電子工程學(xué)院電磁兼容原理及應(yīng)用3 基本術(shù)語20 濾波 21 屏蔽22 電磁屏蔽 23 屏蔽效率 24 搭接 25 接地26 吸收損耗 27 反射損耗28 線路阻抗穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)29 傳輸阻抗 其它第13頁，共16頁，2022年，5月20日，6點27分，星期五電氣與電子工程學(xué)院電磁兼容原理及應(yīng)用4 電磁噪聲和干擾的常用描述方式1 噪聲頻譜和功率2 噪聲溫度3 信噪比S/N 4 噪聲系數(shù)NF 5 電磁干擾發(fā)送量和電磁干擾敏感度第14頁，共16頁，2022年，5月20日，6點27分，星期五電氣與電子工程學(xué)院電磁兼容原理及應(yīng)用5 電磁兼容研究的主要內(nèi)容 (1) 電磁環(huán)境評估 (2) 電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)研究 (3) 電磁干擾的研究 干擾源的探討電磁干擾耦合路徑分析抗擾性評價 (4) 電磁干擾測試的研究電磁兼容設(shè)計方法和控制技術(shù)研究(6) 其它 電能質(zhì)