文档介绍：电力电子电路及系统的电磁兼容原理及设计电力电子电路及系统的电磁兼容原理及设计
第一章电磁环境与电磁兼容
熊蕊
华中科技大学电气与电子工程学院
1 电磁环境
电磁环境:
•利用电能进行工作的各种电气和电子设备,与
设备的供电电源、设备的负载、周围的其它电
气或电子设备、设备操作者或设备为之提供服
务的人、甚至其它有生命的物质等一起,形成
了特定的工作环境。
•电气、电子设备在运行中大都会经历电磁能量
转换的过程,而电磁能量转换过程往往会对周
围环境中的其他用电设备、人或生物产生影响。
•运行中的电气电子设备,也会由于其他设备工
作时产生电磁能量转换而受到电磁干扰。
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1 电磁环境
•问题与现象:
从地球表面到人造卫星活动的近千千米空间内处
处存在着电磁波,电和磁无时无刻不在影响着
人们的生活及生产,电磁能的广泛应用,使工
业技术的发展日新月异。电磁能在为人类创造
巨大财富的同时,也带来一定的危害,被称为
电磁污染,研究电磁污染是环境保护中的重要
分支。
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1 电磁环境
•问题与现象:
上世纪50年代开始,随着自动化技术和电力电
子器件的快速发展,电力电子技术的兴起和
微电子技术发展迅速向电气设备领域渗透,
形成电气设备和电子设备结合、强电和弱电
结合、机械和电气结合、仪表和装置结合、
硬件和软件结合的各种复杂控制系统,而且
在结构上也往往融为一体,同一电网中的用
电设备越来越多,产生日趋复杂和严重的电
磁环境和电磁干扰问题。
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1 电磁环境
•问题与现象:
除了电气电子设备在运行时由于发生电磁能力转
换过程可以产生电磁干扰现象外,自然现象中
也有产生电磁干扰的情况,如:静电放电、闪
电等现象产生的电子扰动也会引起电子设备的
非正常响应,雷电产生的强大电流甚至影响建
筑和人的安全。
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1 电磁环境
电磁干扰基本种类:
•自然干扰——来源于地球和宇宙中的自然电磁现象,如:
宇宙干扰、雷电干扰、大气干扰、热噪声,等
•人为干扰——来自于有意发射干扰源和无意发射干扰源:
有意发射干扰源:专用于辐射电磁能的设备,如广播、电
通信、雷达、导航等发射设备,通过向空间发射有用信
号的电磁能量来工作,而对于不需要这些信号的电子设
备或系统将构成干扰。
无意发射干扰源:发射电磁能力不是其工作的主要目的。
汽车的点火系统、各种不同的用电装置、电力电子装置、
电机传动系统、照明装置、高压电力线、科学和医用设
备,静电放电,核爆炸电磁脉冲,等。
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1 电磁环境
雷达和电视台
雷电
电力传输线
移动
电台
点火
传导噪声
电机
交流供电电路
图1-1 具有多重电磁干扰的生活环境]
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1 电磁环境
电磁环境基本概念:
•电子设备发射出来的电磁干扰具有一定的危害性
——降低电子元件的工作寿命,强度较大的电磁干扰可以
穿电子设备,导致元件及整个系统的损坏;静电导致计
算机及其元器件的损坏造成的经济损失每年就高达数亿
美元,还可以损坏医院里病人的导管泵而导致病人生命
危险。
——影响电子系统的信号,使其信噪比降低,影响系统的
常工作。
——对信息安全与信息保密构成严重威胁。
——引起人体细胞的生物效应,出现头晕、乏力、记忆力
退等现象,严重时会导致人体慢性病变。
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1 电磁环境
电磁环境基本概念:
•某些情况下,例如军事上,电磁环境的这一复杂特性又可
以被利用来形成对敌方的干扰。
•几乎所有的电气、电子设备工作时对周围环境产生干扰影
响。这种环境称为电磁环境——存在于给定场所的所有电
磁现象的总和。
•随着自动化程度越来越高,人们越来越依赖电气电子设
备,科学家和工程师们一直朝一个共同的目标而努力奋斗
者——研究、探索直至打造新一代经济而卓越的电气与电
子产品。然而,然而由电子和电气产品带来的电磁干扰问
题,使得人类和设备本身依赖的这个电磁环境越来越恶
劣,不论怎么精心策划,设计中的缺陷始终象噩梦般挥之
不去,补救的药方就是电磁兼容技术——确保设备或系统
不产生电磁干扰的技术。着力解决电磁干扰问题已成为电
气和信息化建设中的重要内容之一。
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