逆变器的电磁干扰及其干扰模型研究
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ＩＪＪ 电力电子装置传导ＥＭＩ研究现状
传导 是 电 力电子装置中干扰传播的重要途径，很多学者从不同角度对电力电子装置 产生的传导 ＥＭＩ进行了研究，最早的研究是从单开关管的开关电源开始。
早在 １ ９８６ 年，Ｍ毗Ｊ．Ｎａｖ亡分析了开关电源ＥＭＩ的产生机理，以及共模和差模干扰
ｍｏｄｅｃｕｒｒｅｎｔＰｒｏｄｕｃｅｄｂｙｈｅａｔ一ｓｉｎｋａｎｄｄｉｆｅｒｅｎｔｉａｌｍ０ｄｅｃｕｒｒｅｎｔＰｒ０ｄｕｃｅｄｂｙ
ｈｉｇｈｆｒｅｑｕｅｎｃｙｃｕｒｒｅｎｔｒｉｎｇｗａｓａｎａｌｙｚｅｄ．Ｔｈｅｒａｄｉａｔｉｏｎｅｆｅｃｔｏｆｈｅａｔ一ｓｉｎｋａｎｄ
ｈｉｇｈｆｒｅｑｕｅｎｃｙｃｕｒｒｅｎｔｒｉｎｇｗａｓｄｉｓｃｕｓｓｅｄ０ｎｄｉｆｅｒｅｎｔｇｅ０ｍｅｔｒｙｓｈａＰｅ，ｓｉｚｅ，
ｉｎｖｅｒｔｅｒ．ＢａｓｅｄｏｎｔｈｅＰｌａｔｆｏｒｍ ｏｆｔｈｃｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔａｎａｌｙｓｉｓｓｏｆｔｗａｒｅＡＮＳＹＳ，
ｔｈｉｓ ＰａＰｅｒ ｒｅｓｅａｒｃｈｅｓ ｔｈｅ ｍｅｔｈｏｄｓ ｏｆ ｂｕｉｌｄｉｎｇ ｔｈｅ ｆｉｎｉｔｅ ｅｌｅｍｅｎｔ ｔｈｒｅｅ一ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａ１ｓｏｌｉｄｍｏｄｅｌｉｎｖｏｌｔａｇｅｓｏｕｒｃｅｉｎｖｅｒｔｅｒｆｉｒｓｔｌｙ，ｗｈｉｃｈ ｉｓｕｓｅｄ
关 键词 ： 逆 变器 ；有 限元法 ：有 限元模 型 ；电磁干 扰； 电磁辐射
西安理 工大学硕士 学位论 文
Ｔｉｔ！ｅ： ＲＥＳＥＡＲＣＨ ＯＮ ＴＨＥ ＥＬＥＣＴＲＯＭＡＧＮＥＴｌＣ ｌＮＴＥＲＦＥＲＥＮＣＥ
（ＥＭ Ｉ） ＡＮＡＩ－ Ｙ ＳＩＳ ＡＮＯ ＥＭ ！ Ｍ ＯＯＥＬ Ｏ Ｆ ＴＨＥ ＩＮＶＥＲＴＥＲ
ｏｆａｎａｌｙｓｉｓＥＭｌＰｈｅｎｏｍｅｎｏｎｏｆｔｈｅｖｏｌｔａｇｅｓｏｕｒｃｅ．Ａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｏｒｄｉｎａｒｙ ｃｉｒｃｕｉｔ ｅｌｅｍｅｎｔｓ ｓｕｃｈ ａｓ ｉｎｄｕｃｔｏｒ， ｃａＰａｃｉｔｏｒ， ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ，ｄｉｏｄｅ，ＭＯＳＦＥＴ ａｎｄｓｏｏｎ，ｔｈｅｍｏｄｅｌｓｏｆｔｈｅｓｅｅｌｅｍｅｎｔｓｗｅｒｅｂｕｉｌｔ
变器产生的电磁干扰不但影响负载的正常上作、缩短其使用寿命，而且对逆变器本身也 带来很大的危害。本文主要内容就是关于逆变器电磁干扰的研究，以ＡＮＳＹＳ为工作平
台，首先探讨 了电压型逆变 电路的 电磁 场分析有 限元模型 的建模 方法，根 据各种常用 电
路元件 的结构特点 ，用 层段相结合 的方法建立 了电感 、电容 、电阻、二 极管 以及 ＭＯＳＦＥＴ 等单个元件 模型 ，并对 所建立 的模型 进行理论 验证 ；在对单个元 件建模 的基础 上，对 电
ａｎｄｖａｌｉｄｉｔｙｏｆｔｈｅｍｏｄｅｌ．Ｓｅｃｏｎｄｌｙ，ａｓｆｏｒｔｈｅｆａｒｆｉｅｌｄｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｏｆｉｎｖｅｒｔｃｒ， ｔｈｉｓＰａＰｅｒｄｉｓｃｕｓｓｅｓｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｏｆｍａｉｎｒａｄｉａｎｔＰｏｉｎｔｉｎ ｉｎｖｅｒｔｅｒｃｉｒｃｕｉｔ ｓｙｓｔｅｍａｔｉｃａｌｌｙａｎｄｆｏｅｕｓｅｓａｎａｌｙｓｉｓｏｎｔｈｅｃｏｍｍｏｎｍｏｄｅＥＭＩｏｆｈｅａｔ一ｓｉｎｋａｎｄ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌｍｏｄｅＥＭｌｏｆｈｉｇｈ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｃｕｒｒｅｎｔｒｉｎｇ．ＴｈｅｎＥＭｌｏｆｃｏｍｍｏｎ
压型逆变 电路 进行建模 分析，对 电路 不同空 间拓 扑的 电磁场分布 情况及其近场特 性进行
了定量分析，证明了所建模型的有效性与合理性：其次对于其远场特性，系统的讨论了 逆变电路中各辐射源的特点，重点分析了散热器引起的共模电流和高频电流回路引起的 差模电流所形成的电磁干扰，讨论在不同形状、尺寸、安装方式各种情况下散热器和高 频电流回路所产生的辐射效果；最后对于所建模型进行实验验证。由于目前对于电力电 子线路产生的电磁辐射问题极少见有文献报道，本文研究成果具有一定的参考价值。
摘要
论文题 目：逆变器的电磁干扰及其干扰模型研究
学科 专业 ：电 力 电子与 电力 传动
研 究 生：陈渭红
签名 ：
指导 教师 ：李 守智 教 授
签名：
摘要
随 着 电 力 电子技术 的发展 ，采用 高速半 导体开关器件 ，可 以大大加 快逆变器 的动 态
响应过程，这些半导体开关器件产生的高频脉冲信号，形成很强的电磁干扰但ＭＩ ）。逆
来自百度文库 客观 事 实 使人们认识到电磁干扰的严重危害，为了保障电子系统和设备的正常工作，
必须研究、分析预测干扰，限制人为干扰强度，研究抑制电磁干扰的有效技术手段，提高
抗干扰能力，并进行合理的设计等，以使共同环境中的系统和设备能执行各自的正常功能。
ＬＺ电力电子装置引入的电磁干扰
电力 电 子 装置作为电源与控制设备，由于其进行电能变换时的高效率而在许多行业 得到了广泛的应用，如电力系统的高压直流输电、有源滤波、超导储能，交流电机的变频 调速，广播、通信、宇航、卫星用的电源，各种工业动力设备、医疗仪器、家用电器的电 源等都要用到电力电子装置。据估计，工业生产中 ７０％的电能都通过电力电子装置变换 后才能使用。在电力电子设备为人类生产、生活带来巨大便利的同时，因其按开关工作方 式，使它的电磁兼容性能受到挑战。由于电力电子装置换流过程中产生前后沿很陡的脉冲
ｂｙｍｅａｎｓｏｆｃｏｍｂｉｎｇｔｈｅｌａｙｅｒａｎｄｓｅｇｍｅｎｔ，ａｎｄｓｏｍｅｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｎａｌｙｓｉｓｗｅｒｅ ｉｍＰｌｅｍｅｎｔｅｄ ｔｏ ｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｅｔｈｅｃｏｒｒｅｃｔｎｅｓｓｏｆｔｈｅｓｅ ｍｏｄｅｌｓ．Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅｓｅ
ｅｌｅｍｅｎｔｍｏｄｅｌｓ，ｔｈｅ ｉｎｖｅｒｔｅｒ ｓＰａｃｅ ｍｏｄｅｌｗａｓ ｂｕｉｌｔａｎｄ ｓｏｍｅ ｑｕａｎｔｉｔａｔｉｖｃ ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃａｎａｌｙｓｉｓｗａｓｍａｄｅ．Ｔｈｅ ａｎａｌｙｓｉｓｒｅｓｕｌｔｓＰｒｏｖｅｔｈｅｒａｔｉｏｎａｌｉｔｙ
ａｓｓｅｍｂｌｅ ｗａｙ ａｎｄ ｓｏ ｏｎ．Ａｔｌａｓｔ，ｔｈｉｓ ｍｏｄｅｌｗａｓ ｖａｌｉｄａｔｅｄ ｂｙ ｔｈｅ ｗａｙ ｏｆ
ｅｘＰｅｒｉｍｅｎｔ．Ｔｈａｎｋｓ ｔｏ ｔｈｅ ｌｉｔｅｒａｔｕｒｅ ｒｅＰｏｒｔ ｏｆ ｔｈｅ ｉｎｖｅｒｔｅｒｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ ｒａｄｉａｔｉｏｎＰｒｏｂｌｅｍ ｉｎｔｈｅｍａｇｎｅｔｉｃｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎａｎｇｅｌｏｆｑｕａｎｔｉｔａｔｉｖｅａｎａｌｙｓｉｓｉｓ
本论 文 及 其相关资料若有不实之处，由本人承担一切相关责任
论文作者签名：胜遥丝少问年、月夸日
学位论文使用授权声明
本人 孙．残仇 在导师的指导下创作完成毕业论文。本人已通过论文的答辩，并
已经在西安理工大学申请博士／硕士学位。本人作为学位论文著作权拥有者，同意授权 西安理工大学拥有学位论文的部分使用权，即：１ ） 已获学位的研究生按学校规定提交 印刷版和电子版学位论文，学校可以采用影印、缩印或其他复制手段保存研究生上交的
Ｍａ ｊｏｒ：ＰＯＷＥＲＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＳＡＮＤＥＬＥＣＴＲＩＣＡＬＤＲ．ＶＥ
Ｎａｍｅ：ＷｅｉｈｏｎｇＣＨＥＮ ＳｕＰｅｒ ｖｉｓｏｒ：Ｐｒｏｆ．ＳｈｏｕｚｈｉＬＩ
Ｓｉｇｎａ，ｕ『ｅ：到辱塑一
ｓｉｇｎａｔｕｒ。二鱼些些少，
ＡｂｓｔｒａＣｔ
Ｗｉ ｔｈｔｈｅｄｅｖｅｌｏＰｍｅｎｔｏｆＰｏｗｅｒｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ，ｔｈｅｆａｓｔｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒｓｗｉｔｃｈｉｎｇ ｄｅｖｉｃｅｓｃａｎ ｉｎｃｒｅａｓｅｔｈｅｄｙｎａｍｉｃｒｅｓＰｏｎｓｅｓＰｅｅｄ，ａｎｄｉｔＰｒｏｄｕｃｅｓｔｈｅｌａｒｇｅ
ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ （ＥＭＩ）．Ｔｈｅ ＥＭＩｎｏｔｏｎｌｙ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅｓｔｈｅ ｌｏａｄ’５ ｕｓｕａｌｗｏｒｋ ａｎｄ ｃｕｔｓｔｈｅｌｏａｄ’ｓｗｏｒｋ ｌｉｆｅ，ｂｕｔａｌｓｏ ｈｕｒｔｓｉｎｖｅｒｔｅｒｉｔｓｅｌｆ．Ｔｈｅ
ｒｅｓｅａｒｃｈｉｎｔｈｉｓｔｈ ｃｓｉｓｉｓｍａｉｎｌｙ ａｂｏｕｔｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ（ＥＭＩ）ｉｎ
（可达１叫 脚，可达 ３ｋ州脚），从而引发了严重的电磁干扰。这些干扰通过传导和辐射
的祸合方式，严重污染周围电磁环境和电源系统。为了解决电子设备在复杂的电磁环境中 的适应能力，减少各种设备相互之间的电磁干扰，使各种设备能正常运转，对电力电子装 置电磁干扰的研究已经成为刻不容缓的课题。
电力 电 子 装置在工作中，将发出强烈的电磁千扰，该干扰主要来自于半导体开关器件， 开关器件在开通和关断中，由于电压和电流在短时间内发生跳变，从而形成电磁干扰。电 力电子装置产生的电磁干扰源有以下几个主要方面：
较大的ｄｉ／ｄｔ的电流环路也是一个辐射源，将对空间产生辐射电磁场。在大功率驱动系统
中，可达 ＺｋＡ／拼５，３０ｎＨ的杂散电感就可以激励 印ｖ的电压干扰． 口） 电 力 电子装置的高频化，开关变换电路的开关频率一般为几十ｋＨｚ到上百ｋＨｚ，现
在甚至更高，会引起强大的传导型及辐射型电磁干扰。 电力 电 子 装置中的电磁干扰按照传播途径可以分为两类，一种是传导干扰，另外一种
（ｌ） ｄｕ ／ｄｔ ，在电力电子器件通断瞬间，电压的跳变会在电容上产生很大的充电或放
电电流，实际的驱动电路和主电路都会存在杂散分布电容，ＩｎＦ的电容就可以产生几个 安培的电流瞬态脉冲，会对电力系统产生严重的电磁干扰。
西安理工大学硕士学位论文
（匀 ｄｉ ／ｄｔ ，开关器件在通断瞬间的电流变化会在杂散电感上感应出电压，另外，有
学位论文，可以将学位论文的全部或部分内容编人有关数据库进行检索；２ ） 为教学和
科研目的，学校可以将公开的学位论文或解密后的学位论文作为资料在图书馆 、资料室 等场所或在校园网上供校内师生阅读、浏览。
本 人学 位 论文全部或部分内容的公布 （包括刊登）授权西安理工大学研究生部办
理。
（保 密 的 学位论文在解密后，适用本授权说明）
从 电磁 兼 容的观点出发，除了要求电子、电气设备或系统能按设计要求完成其功能外， 还有两点要求：
（ｌ）具 有 抵 抗给定的电磁千扰的能力，并且有一定的裕量； （ｚ） 不产 生 超过限度的电磁干扰．
电磁 兼 容 问题是伴随着电子技术的发展而产生的，人们在生产及生活中使用的电子、 电气设备的数量越来越多，这些设备在工作的同时必然要发射一些有用的或无用的电磁能 量，它将影响到其它设备的工作，从而形成电磁千扰。
独 创性 声明
秉承 祖 国 优良道德传统和学校的严谨学风郑重申明：本人所呈交的学位论文是我个 人在导师指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除特别加以标注和致谢的地 方外 ，论文中不包含其他人的研究成果。与我一同工作的同志对本文所论述的工作和成 果的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并已致谢。
是辐射干扰。传导干扰是指通过导电介质把一个电网络上的信号祸合汗扰）到另外一个电
网络；辐射干扰是指干扰源通过空间把其信号藕合（千扰）到另外一个电网络１３月。因为电
力电子装置的辐射千扰较为复杂，目前相关的研究还很少，大多数关于电力电子装置ＥＭＩ 的研究都致力于传导干扰问题的分析、建模和解决上。
１３ 电力电子装置电磁干扰问题的研究现状
论文储签名：、 、师签名一咨些鱼江。、，，。、。
１前 言
Ｌ前言
Ｌｌ电磁兼容及电磁干扰的危害
电磁 兼 容 是指电子、电气设备或系统的一种工作状态，在这种工作状态下，它们不会
因为内部或彼此间存在的电磁干扰而影响其正常工作１２】。电磁兼容性则是指电子、电气
设备或系统在预期的电磁环境中，按设计要求正常工作的能力，它是电子、电气设备或系 统的一种重要的技术性能。
ｒａｒｅ，ａｂ０ｖｅｒｅｓｅａｒｃｈｗｏｒｋｓｈａｖｅａｃａｄｅｍｉｃａｎｄａＰＰＩｉｅｄｗｏｒｔｈｉｎｅｓｓ．
Ｋｅｙｗｏｒ ｄ ｓ： Ｉｎ ｖｅｒ ｔｅｒ；Ｆ ｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔｍｅｔｈｏｄ；Ｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔｍｏｄｅｌｉｎｇ； Ｅｌ ｅｃ ｔｒ ｏｍ ａ ｇｎ ｃｔ ｉｃ ｉｎ ｔ ｅｒ ｆｅｒｅｎｃｅ；ＥｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃＲａｄｉａｔｉｏｎ
传导 是 电 力电子装置中干扰传播的重要途径，很多学者从不同角度对电力电子装置 产生的传导 ＥＭＩ进行了研究，最早的研究是从单开关管的开关电源开始。
早在 １ ９８６ 年，Ｍ毗Ｊ．Ｎａｖ亡分析了开关电源ＥＭＩ的产生机理，以及共模和差模干扰
ｍｏｄｅｃｕｒｒｅｎｔＰｒｏｄｕｃｅｄｂｙｈｅａｔ一ｓｉｎｋａｎｄｄｉｆｅｒｅｎｔｉａｌｍ０ｄｅｃｕｒｒｅｎｔＰｒ０ｄｕｃｅｄｂｙ
ｈｉｇｈｆｒｅｑｕｅｎｃｙｃｕｒｒｅｎｔｒｉｎｇｗａｓａｎａｌｙｚｅｄ．Ｔｈｅｒａｄｉａｔｉｏｎｅｆｅｃｔｏｆｈｅａｔ一ｓｉｎｋａｎｄ
ｈｉｇｈｆｒｅｑｕｅｎｃｙｃｕｒｒｅｎｔｒｉｎｇｗａｓｄｉｓｃｕｓｓｅｄ０ｎｄｉｆｅｒｅｎｔｇｅ０ｍｅｔｒｙｓｈａＰｅ，ｓｉｚｅ，
ｉｎｖｅｒｔｅｒ．ＢａｓｅｄｏｎｔｈｅＰｌａｔｆｏｒｍ ｏｆｔｈｃｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔａｎａｌｙｓｉｓｓｏｆｔｗａｒｅＡＮＳＹＳ，
ｔｈｉｓ ＰａＰｅｒ ｒｅｓｅａｒｃｈｅｓ ｔｈｅ ｍｅｔｈｏｄｓ ｏｆ ｂｕｉｌｄｉｎｇ ｔｈｅ ｆｉｎｉｔｅ ｅｌｅｍｅｎｔ ｔｈｒｅｅ一ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａ１ｓｏｌｉｄｍｏｄｅｌｉｎｖｏｌｔａｇｅｓｏｕｒｃｅｉｎｖｅｒｔｅｒｆｉｒｓｔｌｙ，ｗｈｉｃｈ ｉｓｕｓｅｄ
关 键词 ： 逆 变器 ；有 限元法 ：有 限元模 型 ；电磁干 扰； 电磁辐射
西安理 工大学硕士 学位论 文
Ｔｉｔ！ｅ： ＲＥＳＥＡＲＣＨ ＯＮ ＴＨＥ ＥＬＥＣＴＲＯＭＡＧＮＥＴｌＣ ｌＮＴＥＲＦＥＲＥＮＣＥ
（ＥＭ Ｉ） ＡＮＡＩ－ Ｙ ＳＩＳ ＡＮＯ ＥＭ ！ Ｍ ＯＯＥＬ Ｏ Ｆ ＴＨＥ ＩＮＶＥＲＴＥＲ
ｏｆａｎａｌｙｓｉｓＥＭｌＰｈｅｎｏｍｅｎｏｎｏｆｔｈｅｖｏｌｔａｇｅｓｏｕｒｃｅ．Ａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｏｒｄｉｎａｒｙ ｃｉｒｃｕｉｔ ｅｌｅｍｅｎｔｓ ｓｕｃｈ ａｓ ｉｎｄｕｃｔｏｒ， ｃａＰａｃｉｔｏｒ， ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ，ｄｉｏｄｅ，ＭＯＳＦＥＴ ａｎｄｓｏｏｎ，ｔｈｅｍｏｄｅｌｓｏｆｔｈｅｓｅｅｌｅｍｅｎｔｓｗｅｒｅｂｕｉｌｔ
变器产生的电磁干扰不但影响负载的正常上作、缩短其使用寿命，而且对逆变器本身也 带来很大的危害。本文主要内容就是关于逆变器电磁干扰的研究，以ＡＮＳＹＳ为工作平
台，首先探讨 了电压型逆变 电路的 电磁 场分析有 限元模型 的建模 方法，根 据各种常用 电
路元件 的结构特点 ，用 层段相结合 的方法建立 了电感 、电容 、电阻、二 极管 以及 ＭＯＳＦＥＴ 等单个元件 模型 ，并对 所建立 的模型 进行理论 验证 ；在对单个元 件建模 的基础 上，对 电
ａｎｄｖａｌｉｄｉｔｙｏｆｔｈｅｍｏｄｅｌ．Ｓｅｃｏｎｄｌｙ，ａｓｆｏｒｔｈｅｆａｒｆｉｅｌｄｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｏｆｉｎｖｅｒｔｃｒ， ｔｈｉｓＰａＰｅｒｄｉｓｃｕｓｓｅｓｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｏｆｍａｉｎｒａｄｉａｎｔＰｏｉｎｔｉｎ ｉｎｖｅｒｔｅｒｃｉｒｃｕｉｔ ｓｙｓｔｅｍａｔｉｃａｌｌｙａｎｄｆｏｅｕｓｅｓａｎａｌｙｓｉｓｏｎｔｈｅｃｏｍｍｏｎｍｏｄｅＥＭＩｏｆｈｅａｔ一ｓｉｎｋａｎｄ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌｍｏｄｅＥＭｌｏｆｈｉｇｈ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｃｕｒｒｅｎｔｒｉｎｇ．ＴｈｅｎＥＭｌｏｆｃｏｍｍｏｎ
压型逆变 电路 进行建模 分析，对 电路 不同空 间拓 扑的 电磁场分布 情况及其近场特 性进行
了定量分析，证明了所建模型的有效性与合理性：其次对于其远场特性，系统的讨论了 逆变电路中各辐射源的特点，重点分析了散热器引起的共模电流和高频电流回路引起的 差模电流所形成的电磁干扰，讨论在不同形状、尺寸、安装方式各种情况下散热器和高 频电流回路所产生的辐射效果；最后对于所建模型进行实验验证。由于目前对于电力电 子线路产生的电磁辐射问题极少见有文献报道，本文研究成果具有一定的参考价值。
摘要
论文题 目：逆变器的电磁干扰及其干扰模型研究
学科 专业 ：电 力 电子与 电力 传动
研 究 生：陈渭红
签名 ：
指导 教师 ：李 守智 教 授
签名：
摘要
随 着 电 力 电子技术 的发展 ，采用 高速半 导体开关器件 ，可 以大大加 快逆变器 的动 态
响应过程，这些半导体开关器件产生的高频脉冲信号，形成很强的电磁干扰但ＭＩ ）。逆
来自百度文库 客观 事 实 使人们认识到电磁干扰的严重危害，为了保障电子系统和设备的正常工作，
必须研究、分析预测干扰，限制人为干扰强度，研究抑制电磁干扰的有效技术手段，提高
抗干扰能力，并进行合理的设计等，以使共同环境中的系统和设备能执行各自的正常功能。
ＬＺ电力电子装置引入的电磁干扰
电力 电 子 装置作为电源与控制设备，由于其进行电能变换时的高效率而在许多行业 得到了广泛的应用，如电力系统的高压直流输电、有源滤波、超导储能，交流电机的变频 调速，广播、通信、宇航、卫星用的电源，各种工业动力设备、医疗仪器、家用电器的电 源等都要用到电力电子装置。据估计，工业生产中 ７０％的电能都通过电力电子装置变换 后才能使用。在电力电子设备为人类生产、生活带来巨大便利的同时，因其按开关工作方 式，使它的电磁兼容性能受到挑战。由于电力电子装置换流过程中产生前后沿很陡的脉冲
ｂｙｍｅａｎｓｏｆｃｏｍｂｉｎｇｔｈｅｌａｙｅｒａｎｄｓｅｇｍｅｎｔ，ａｎｄｓｏｍｅｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｎａｌｙｓｉｓｗｅｒｅ ｉｍＰｌｅｍｅｎｔｅｄ ｔｏ ｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｅｔｈｅｃｏｒｒｅｃｔｎｅｓｓｏｆｔｈｅｓｅ ｍｏｄｅｌｓ．Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅｓｅ
ｅｌｅｍｅｎｔｍｏｄｅｌｓ，ｔｈｅ ｉｎｖｅｒｔｅｒ ｓＰａｃｅ ｍｏｄｅｌｗａｓ ｂｕｉｌｔａｎｄ ｓｏｍｅ ｑｕａｎｔｉｔａｔｉｖｃ ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃａｎａｌｙｓｉｓｗａｓｍａｄｅ．Ｔｈｅ ａｎａｌｙｓｉｓｒｅｓｕｌｔｓＰｒｏｖｅｔｈｅｒａｔｉｏｎａｌｉｔｙ
ａｓｓｅｍｂｌｅ ｗａｙ ａｎｄ ｓｏ ｏｎ．Ａｔｌａｓｔ，ｔｈｉｓ ｍｏｄｅｌｗａｓ ｖａｌｉｄａｔｅｄ ｂｙ ｔｈｅ ｗａｙ ｏｆ
ｅｘＰｅｒｉｍｅｎｔ．Ｔｈａｎｋｓ ｔｏ ｔｈｅ ｌｉｔｅｒａｔｕｒｅ ｒｅＰｏｒｔ ｏｆ ｔｈｅ ｉｎｖｅｒｔｅｒｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ ｒａｄｉａｔｉｏｎＰｒｏｂｌｅｍ ｉｎｔｈｅｍａｇｎｅｔｉｃｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎａｎｇｅｌｏｆｑｕａｎｔｉｔａｔｉｖｅａｎａｌｙｓｉｓｉｓ
本论 文 及 其相关资料若有不实之处，由本人承担一切相关责任
论文作者签名：胜遥丝少问年、月夸日
学位论文使用授权声明
本人 孙．残仇 在导师的指导下创作完成毕业论文。本人已通过论文的答辩，并
已经在西安理工大学申请博士／硕士学位。本人作为学位论文著作权拥有者，同意授权 西安理工大学拥有学位论文的部分使用权，即：１ ） 已获学位的研究生按学校规定提交 印刷版和电子版学位论文，学校可以采用影印、缩印或其他复制手段保存研究生上交的
Ｍａ ｊｏｒ：ＰＯＷＥＲＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＳＡＮＤＥＬＥＣＴＲＩＣＡＬＤＲ．ＶＥ
Ｎａｍｅ：ＷｅｉｈｏｎｇＣＨＥＮ ＳｕＰｅｒ ｖｉｓｏｒ：Ｐｒｏｆ．ＳｈｏｕｚｈｉＬＩ
Ｓｉｇｎａ，ｕ『ｅ：到辱塑一
ｓｉｇｎａｔｕｒ。二鱼些些少，
ＡｂｓｔｒａＣｔ
Ｗｉ ｔｈｔｈｅｄｅｖｅｌｏＰｍｅｎｔｏｆＰｏｗｅｒｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ，ｔｈｅｆａｓｔｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒｓｗｉｔｃｈｉｎｇ ｄｅｖｉｃｅｓｃａｎ ｉｎｃｒｅａｓｅｔｈｅｄｙｎａｍｉｃｒｅｓＰｏｎｓｅｓＰｅｅｄ，ａｎｄｉｔＰｒｏｄｕｃｅｓｔｈｅｌａｒｇｅ
ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ （ＥＭＩ）．Ｔｈｅ ＥＭＩｎｏｔｏｎｌｙ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅｓｔｈｅ ｌｏａｄ’５ ｕｓｕａｌｗｏｒｋ ａｎｄ ｃｕｔｓｔｈｅｌｏａｄ’ｓｗｏｒｋ ｌｉｆｅ，ｂｕｔａｌｓｏ ｈｕｒｔｓｉｎｖｅｒｔｅｒｉｔｓｅｌｆ．Ｔｈｅ
ｒｅｓｅａｒｃｈｉｎｔｈｉｓｔｈ ｃｓｉｓｉｓｍａｉｎｌｙ ａｂｏｕｔｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ（ＥＭＩ）ｉｎ
（可达１叫 脚，可达 ３ｋ州脚），从而引发了严重的电磁干扰。这些干扰通过传导和辐射
的祸合方式，严重污染周围电磁环境和电源系统。为了解决电子设备在复杂的电磁环境中 的适应能力，减少各种设备相互之间的电磁干扰，使各种设备能正常运转，对电力电子装 置电磁干扰的研究已经成为刻不容缓的课题。
电力 电 子 装置在工作中，将发出强烈的电磁千扰，该干扰主要来自于半导体开关器件， 开关器件在开通和关断中，由于电压和电流在短时间内发生跳变，从而形成电磁干扰。电 力电子装置产生的电磁干扰源有以下几个主要方面：
较大的ｄｉ／ｄｔ的电流环路也是一个辐射源，将对空间产生辐射电磁场。在大功率驱动系统
中，可达 ＺｋＡ／拼５，３０ｎＨ的杂散电感就可以激励 印ｖ的电压干扰． 口） 电 力 电子装置的高频化，开关变换电路的开关频率一般为几十ｋＨｚ到上百ｋＨｚ，现
在甚至更高，会引起强大的传导型及辐射型电磁干扰。 电力 电 子 装置中的电磁干扰按照传播途径可以分为两类，一种是传导干扰，另外一种
（ｌ） ｄｕ ／ｄｔ ，在电力电子器件通断瞬间，电压的跳变会在电容上产生很大的充电或放
电电流，实际的驱动电路和主电路都会存在杂散分布电容，ＩｎＦ的电容就可以产生几个 安培的电流瞬态脉冲，会对电力系统产生严重的电磁干扰。
西安理工大学硕士学位论文
（匀 ｄｉ ／ｄｔ ，开关器件在通断瞬间的电流变化会在杂散电感上感应出电压，另外，有
学位论文，可以将学位论文的全部或部分内容编人有关数据库进行检索；２ ） 为教学和
科研目的，学校可以将公开的学位论文或解密后的学位论文作为资料在图书馆 、资料室 等场所或在校园网上供校内师生阅读、浏览。
本 人学 位 论文全部或部分内容的公布 （包括刊登）授权西安理工大学研究生部办
理。
（保 密 的 学位论文在解密后，适用本授权说明）
从 电磁 兼 容的观点出发，除了要求电子、电气设备或系统能按设计要求完成其功能外， 还有两点要求：
（ｌ）具 有 抵 抗给定的电磁千扰的能力，并且有一定的裕量； （ｚ） 不产 生 超过限度的电磁干扰．
电磁 兼 容 问题是伴随着电子技术的发展而产生的，人们在生产及生活中使用的电子、 电气设备的数量越来越多，这些设备在工作的同时必然要发射一些有用的或无用的电磁能 量，它将影响到其它设备的工作，从而形成电磁千扰。
独 创性 声明
秉承 祖 国 优良道德传统和学校的严谨学风郑重申明：本人所呈交的学位论文是我个 人在导师指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除特别加以标注和致谢的地 方外 ，论文中不包含其他人的研究成果。与我一同工作的同志对本文所论述的工作和成 果的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并已致谢。
是辐射干扰。传导干扰是指通过导电介质把一个电网络上的信号祸合汗扰）到另外一个电
网络；辐射干扰是指干扰源通过空间把其信号藕合（千扰）到另外一个电网络１３月。因为电
力电子装置的辐射千扰较为复杂，目前相关的研究还很少，大多数关于电力电子装置ＥＭＩ 的研究都致力于传导干扰问题的分析、建模和解决上。
１３ 电力电子装置电磁干扰问题的研究现状
论文储签名：、 、师签名一咨些鱼江。、，，。、。
１前 言
Ｌ前言
Ｌｌ电磁兼容及电磁干扰的危害
电磁 兼 容 是指电子、电气设备或系统的一种工作状态，在这种工作状态下，它们不会
因为内部或彼此间存在的电磁干扰而影响其正常工作１２】。电磁兼容性则是指电子、电气
设备或系统在预期的电磁环境中，按设计要求正常工作的能力，它是电子、电气设备或系 统的一种重要的技术性能。
ｒａｒｅ，ａｂ０ｖｅｒｅｓｅａｒｃｈｗｏｒｋｓｈａｖｅａｃａｄｅｍｉｃａｎｄａＰＰＩｉｅｄｗｏｒｔｈｉｎｅｓｓ．
Ｋｅｙｗｏｒ ｄ ｓ： Ｉｎ ｖｅｒ ｔｅｒ；Ｆ ｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔｍｅｔｈｏｄ；Ｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔｍｏｄｅｌｉｎｇ； Ｅｌ ｅｃ ｔｒ ｏｍ ａ ｇｎ ｃｔ ｉｃ ｉｎ ｔ ｅｒ ｆｅｒｅｎｃｅ；ＥｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃＲａｄｉａｔｉｏｎ