电机的电磁兼容问题

电机损耗计算

Power loss：这个名词，出现在11及之前的版本。指的是感应电流对应的铜耗。比如鼠笼式异步电机转子导条铜耗，永磁体涡流损耗等。在12及更高版本中，该名词已更名为Solidloss。 Solidloss：如上解释，出现在12及更高版本中，指的是大块导体中感应电流产生的铜耗。Coreloss：铁耗。指的是根据硅钢片厂商提供的损耗曲线，求得的铁耗。 Ohmic_loss：感应电流产生的损耗的密度分布。也就是Powerloss或Solidloss的密度。Stranded Loss R：电压源（非外电路中的）对应的绞线铜耗。 Stranded Loss：电流源，外电路中的电压源或电流源，对应的绞线铜耗。铜耗问题，阐述如下。铜耗分为2部分，一是主动导体产生的，比如异步和同步电机定子绕组；二是被动导体产生的，比如鼠龙式异步电机转子导条。主动导体一般是多股绞线（也就是stranded），被动导体一般是大块导体（solid）。它们分别对应stranded loss(R)和solid loss。主动导体损耗：需要设置导体为stranded，并施加电压源，电流源或外电路。当施加的是电压源时，并且给定电机相电阻和端部漏电感（此处针对二维模型）值，则后处理中results/create transient report/retangular report/stranded loss R就是主动导体的损耗，比如异步或同步电机的定子铜耗。当施加的是电流源，外电路中的电压源或电流源时，后处理中results/create transient report/retangular report/stranded loss就是主动导体的损耗。建议选用电压源方法计算铜耗，因为电阻值是由用户指定的，而不是软件根据截面积和长度自动计算出来的，这样可以算得比较准确。被动导体损耗：只需要给定被动导体的电导率，并且set eddy effect，则后处理中solidloss 即是被动导体的损耗，比如鼠龙式异步电机转子导条。这有点类似于涡流损耗的计算方法，因为涡流损耗和被动导体损耗，都是在非零电导率的导体上产生的。以上方法，基于Ansoft maxwell 13.0.0及以上版本，并且适用于任何电机。铁耗分析对常规交流电机（同步或者异步电机），只有定子铁心才会产生铁耗，转子铁心是没有铁耗的，学过电机的人都明白的。因此，只需要对定子铁心给出B-P曲线（也就是铁损曲线）。注意，B-P曲线分为单频和多频两种，能给出多频损耗曲线最好，这样maxwell算得准些。设置完铁损曲线以后，还要记得在excitations/set core loss，对定子铁心勾选才行。此时，不需要给定子和转子铁心再施加电导率，这是初学者容易忽视的问题。后处理中，通过result/create transient reports/core loss查看铁耗随时间变化曲线。再谈一下什么情况下需要做涡流损耗分析。对永磁电机，永磁体受空间高次谐波的影响，会在表面产生涡流损耗；对实心转子电机，由于是大块导体，因此涡流损耗占绝大部分。以上两种情况需要考虑做涡流损耗分析。现以永磁电机为例，具体阐述。对永磁体设置电导率，然后对每个永磁体分别施加零电流激励源，在excitations/set eddy effect，对永磁体勾选。注意，若只考虑永磁体的涡流损耗，而不考虑电机其他部分（定转子铁心）的涡流损耗，则只需要给永磁体赋予电导率值，其他部件不需要赋电导率，这是初学者容易搞错的地方。简而言之，只对需要考虑涡流损耗的部件，施加电导率，零电流激励和set eddy effect。后处理中，通过results/create transient reports/retangular report/solid loss查看涡流损耗随时间变化曲线。最后，再次强调一下，做涡流损耗分析，需要skin depth based refinement 网格剖分才行。

ANSYS电磁兼容仿真软件解析

ANSYS电磁兼容仿真设计软件用途：用于电子系统电磁兼容分析，包括PCB信号完整性、电源完整性和电磁辐射协同仿真，数模混合电路的噪声分析和抑制，以及机箱系统屏蔽效能和电磁泄漏仿真，确保系统的电磁干扰和电磁兼容性能满足要求。一、购置理由 1现代电子系统设计面临越来越恶劣的电磁工作环境，一方面电子系统包括了电源模块、信号处理、计算机控制、传感与机电控制、光电系统及天线与微波电路等部分，系统内部相互不发生干扰，正常工作，本身就非常困难；另一方面，在隐身、电子对抗、静放电，雷击和电磁脉冲干扰等恶劣电磁环境下，设备还需要有足够的抗干扰能力，为电路正常工作留有足够的设计裕量。为了确保xx系统的工作可靠性，设备必须通过相关的电磁兼容标准，如国军标GJB151A，GJB152A。长期以来，设备的电磁兼容设计和仿真一直缺乏必要的仿真设计手段，只能依赖于设备后期试验测试，不仅测量成本高昂，而且，如果EMI测量超标，后续的查找问题和修正问题基本上依赖于经验和猜测。而解决电磁兼容问题，也只能靠经验进行猜想和诊断，采取的措施也只能通过不断的试验进行验证，这已经成为制约我们产品进度的重要原因。。 2目前我所数字电路设计的经验和手段已经有很大改善，我们在复杂PCB布线、高速仿真方面取得了很多的成果和经验，并且已经开

始高速通道设计的预研。在相关PCB布线工具的帮助下，将复杂的多电源系统PCB布通，确保集成电路之间的正确连接已经基本上没有问题。但是随着应用深入，也存在一些困难，特别在模拟数字转换、高速计算与传输PCB和系统的设计中，我们不仅要保证电路板的正常工作，还要提高关键性的技术指标，例如数模转换电路的有效位数、信号传输系统的速率和误码率等，此外，还要满足整个卫星电子系统的电磁兼容/电磁干扰要求，为此，我们迫切需要建立的仿真功能包括： ●高速通道中，连接器，电缆等三维全波精确和建模仿真，这些结构的寄生效应对于信号的传输性能有至关重要的影响； ●有效的PCB电源完整性分析工具，对PCB上的电源、地等直流网络的信号质量进行仿真 ●为提高仿真精度，需要SPICE模型，IBIS模型和S参数模型的混合仿真 ●需要同时进行时域和频域仿真和设计，观察时域的眼图、误码率，调整预加重和均衡电路的频域参数，使得信号通道的物理特性与集成电路和收/发预加重、均衡等相配合，达到系统性能的最优 ●有效的PCB的辐射控制与仿真手段，确保系统EMI性能达标。现在EDA市场上已经有一些SI/PI和EMI/EMC仿真设计工具，但存在多方面的局限性。我们的PCB布线工具虽然能解决一定的问题，

电磁干扰EMI与电磁兼容EMC

电磁干扰E M I与电磁兼容E M C 集团企业公司编码：（LL3698-KKI1269-TM2483-LUI12689-ITT289-

二．电磁干扰E M I与电磁兼容E M C 电磁干扰（ElectromagneticInterference），简称EMI，有传导干扰和辐射干扰两种。传导干扰主要是电子设备产生的干扰信号通过导电介质或公共电源线互相产生干扰；辐射干扰是指电子设备产生的干扰信号通过空间耦合把干扰信号传给另一个电网络或电子设备。为了防止一些电子产品产生的电磁干扰影响或破坏其它电子设备的正常工作，各国政府或一些国际组织都相继提出或制定了一些对电子产品产生电磁干扰有关规章或标准，符合这些规章或标准的产品就可称为具有电磁兼容性EMC（ElectromagneticCompatibility）。电磁兼容性EMC标准不是恒定不变的，而是天天都在改变，这也是各国政府或经济组织，保护自己利益经常采取的手段。 1．传导干扰传导干扰一般是通过电压或电流的形式在电路中进行传播的，图6 是测试电子设备产生传导干扰的基本方法，或表示传导干扰通过电源线传输的几种方式。图6中，电子设备表示干扰信号源，CI表示共模干扰信号，DI表示差模干扰信号；V1、V2、V3分别表示用仪表对干扰信号进行测量的连接方法，低通滤波器是为了便于对V1、V2、V3进行测试，而另外加接进去的；R1、R2、R3、R4分别为各电子设备的接地电阻，也包括大地之间的电阻，接地电阻一般为几欧姆到几十欧姆，其阻值与地线的安装和地表面土壤结构有关；C1为电子设备对大地的电容，其容量与

电子设备的体积还有地面距离有关，一般为几微微法到几千微微法。从图6中我们可以看出： V1=CI?DI（17） V2=CI+DI（18） V3=DI（19）从图6中我们还可以看出，差模干扰信号DI是通过电子设备两根电源输送线传输的，因此，必须用低通滤波器对它进行隔离；而共模干扰信号CI是通过电子设备对大地的电容C1传输的，由于C1的容量一般都非常小，C1对低频共模干扰信号的阻抗很大，因此，在低频段，共模干扰信号一般很容易进行抑制，但在的高频段，对共模干扰信号进行抑制，难度却要比差模干扰信号抑制的难度大很多。 1-1．回路电流产生传导干扰图7是一个开关电源电路的几个主要部分，图中，C1、C2、C3、C4是各主要部分的对地电容或对机壳的电容，R1、R2、R3是地电阻或机壳的电阻（机壳接地）；i1、i2、i3、i4是开关电源电路中几个主要部分的回路电流，i1是交流输入回路电流，i2是整流回路电流，i3是开关回路电流，i4是输出整流回路电流。在这4个电流之中，i3的作用是最主要的，因为它受开关管Q1控制，其它电流全部都受它牵动而发生变化。从电路中我们可以看出，i1、i2、i3所属的3个回路都是相互连接的，根据回路电流定律，i1、i2、i3之间具有代数和的关系，因此，只要3个电流中有一个电流的高频谐波对其它电路产生干扰，那么，3个电流都会对其它电路产生干扰，并且这种干扰主要是差模信号干扰。

电磁兼容技术的发展状况及应用

电磁兼容技术的发展状况及应用摘要: 电磁兼容技术是解决电磁干扰相关问题的一门技术.电磁兼容设计的目的是解决电路之间的相互干扰,防止电子设备产生过强的电磁发射,防止电子设备对外界干扰过度敏感.近年来,电磁兼容设计技术的重要性日益增加。电磁兼容技术是解决电磁干扰相关问题的一门技术.电磁兼容设计的目的是解决电路之间的相互干扰,防止电子设备产生过强的电磁发射,防止电子设备对外界干扰过度敏感.近年来,电磁兼容设计技术的重要性日益增加,这有两个方面的原因:第一,电子设备日益复杂,特别是模拟电路和数字电路混合的情况越来越多、电路的工作频率越来越高,这导致了电路之间的干扰更加严重,设计人员如果不了解有关的设计技术,会导致产品开发周期过长,甚至开发失败.第二,为了保证电子设备稳定可靠的工作,减小电磁污染,越来越多的国家开始强制执行电磁兼容标准, 特别是在美国和欧洲国家,电磁兼容指标已经成为法制性的指标,是电子产品厂商必须通过的指标之一,设计人员如果在设计中不考虑有关的问题,产品最终将不能通过电磁兼容试验,无法走上市场. 因此近年来,电磁兼容教育也在迅速发展,一方面,各种有关电磁兼容设计的书籍层出不穷,各种电子设计的期刊上也不断刊登有关的文章,另一方面,电磁兼容培训越来越受到欢迎.20世纪90年代末,美国参加电磁兼容培训的费用平均为每人每天330美元,目前,已经达到450美元左右,并且企业如果需要专场培训,往往需要与提供培训的公司提前半年签订合同,由此可以看到电子设计人员对电磁兼容技术的需求日益增加. 我国电磁兼容技术起步很晚,无论是理论、技术水平,还是配套产品(屏蔽材料、干扰滤波器等)制造,都与发达国家相差甚远.而与此形成强烈反差的是,在我们加入WTO以后,我们面对的是公平的国际竞争,各国之间唯一的贸易壁垒就是技术壁垒.而电磁兼容指标往往又是众多技术壁垒中最难突破的一道.因此,怎样使设计人员在较短的时间内,掌握电磁兼容设计技术,能够充满信心地面对挑战是我们努力实现的目标. 1 什么是电磁兼容标准为了规范电子产品的电磁兼容性,所有的发达国家和部分发展中国家都制定了电磁兼容标准.电磁兼容标准是使产品在实际电磁环境中能够正常工作的基本要求.之所以称为基本要求, 也就是说,产品即使满足了电磁兼容标准,在实际使用中也可能会发生干扰问题.大部分国家的标准都是基于国际电工委员会(IEC)所制定的标准. IEC有两个平行的组织负责制定EMC标准,分别是CISPR(国际无线电干扰特别委员会)和TC77(第77技术委员会).CISPR制定的标准编号为:CISPR Pub. XX ,TC77制定的标准编号为IEC XXXXX . 关于CISPR:1934年成立.目前有七个分会:A分会(无线电干扰测量方法与统计方法)、B分会(工、科、医射频设备的无线电干扰)、C分会(电力线、高压设备和电牵引系统的无线电干扰)、D分会(机动车和内燃机的无线电干扰)、E分会(无线接收设备干扰特性)、F分会(家电、电动工具、照明设备及类似电器的无线电干扰)、G分会(信息设备的无线电干扰) 关于TC77:1981年成立.目前有3个分会:SC77A(低频现象)、 SC77B(高频现象)、 SC77C(对高空核电磁脉冲的抗扰性). 我国的民用产品电磁兼容标准是基于CISPR和IEC标准,目前已发布57个,编号为GBXXXX - XX,例如GB 9254-98. 欧盟使用的EN标准也是基于CISPR和IEC标准,其对应关系如下: EN55××× = CISPR标准, (例: EN55011 = CISPR Pub.11) EN6×××× = IEC标准, (例: EN61000-4-3 = IEC61000-4-3 Pub.11) EN50××× = 自定标准, (例: EN50801) 我国军用产品采用的标准GJB是基于美国军标,例如GJB151A = MIL-STD -461D. 电磁兼容标准分为基础标准、通用标准、产品类标准和专用产品标准. 基础标准:描述了EMC现象、规定了EMC测试方法、设备,定义了等级和性能判据.基础标准不涉及具体产品.

电磁兼容性EMC仿真

设计早期对电磁兼容性(EMC)问题的考虑随着产品复杂性与密集度的提高以及设计周期的不断缩短,在设计周期的后期解决电磁兼容性(EMC)问题变得越来越不切合实际。在较高的频率下,您通常用来计算EMC的经验法则不再适用,而且您还可能容易误用这些经验法则。结果,70%～90%的新设计都没有通过第一次EMC测试,从而使后期重设计成本很高,如果制造商延误产品发货日期,损失的销售费用就更大。为了以低得多的成本确定并解决问题,设计师应该考虑在设计过程中及早采用协作式的、基于概念分析的EMC 仿真。较高的时钟速率会加大满足电磁兼容性需求的难度。在千兆赫兹领域,机壳谐振次数增加会增强电磁辐射,使得孔径与缝隙都成了问题;专用集成电路(ASIC)散热片也会加大电磁辐射。此外,管理机构正在制定规章来保证越来越高的频率下的顺应性。再则,当工程师打算把辐射器设计到系统中时,对集成无线功能(如Wi-Fi、蓝牙、WiMax、UWB)这一趋势提出了进一步的挑战。传统的电磁兼容设计方法正常情况下,电气硬件设计人员与机械设计人员在考虑电磁兼容问题时各自为政,彼此之间根本不沟通或很少沟通。她们在设计期间经常使用经验法则,希望这些法则足以满足其设计的器件要求。在设计达到较高频率从而在测试中导致失败时,这些电磁兼容设计规则有不少变得陈旧过时。在设计阶段之后,设计师制造原型并对其进行电磁兼容性测试。当设计中考虑电磁兼容性太晚时,这一过程往往会出现种种EMC问题。

对设计进行昂贵的修复通常就是唯一可行的选择。当设计从系统概念设计转入具体设计再到验证阶段时,设计修改常常会增加一个数量级以上。所以,对设计作出一次修改,在概念设计阶段只耗费100美元,到了测试阶段可能要耗费几十万美元以上,更不用提对面市时间的负面影响了。电磁兼容仿真的挑战为了在实验室中一次通过电磁兼容性测试并保证在预算内按时交货,把电磁兼容设计作为产品生产周期不可分割的一部分就是非常必要的。设计师可借助麦克斯韦(Maxwell)方程的3D解法就能达到这一目的。麦克斯韦方程就是对电磁相互作用的简明数学表达。但就是,电磁兼容仿真就是计算电磁学的其它领域中并不常见的难题。典型的EMC问题与机壳有关,而机壳对EMC影响要比对EMC性能十分重要的插槽、孔与缆线等要大。精确建模要求模型包含大大小小的细节。这一要求导致很大的纵横比(最大特征尺寸与最小特征尺寸之比),从而又要求用精细栅格来解析最精细的细节。压缩模型技术可使您在仿真中包含大大小小的结构,而无需过多的仿真次数。另一个难题就是您必须在一个很宽的频率范围内完成EMC的特性化。在每一采样频率下计算电磁场所需的时间可能就是令人望而却步的。诸如传输线方法(TLM)等的时域方法可在时域内采用宽带激励来计算电磁场,从而能在一个仿真过程中得出整个频段的数据。空间被划分为在正交传输线交点处建模的单元。电压脉冲就是在每一单元被发射与散射。您可以每隔一定的时间,根据传输线上的电压与电流计算出电场与磁场。

关于Ansoft maxwell中电机铁耗和涡流损耗计算的说明

考虑到最近很多人在问这个问题，因此专门整理出来，供新手参考。先谈一下什么情况下需要做铁耗分析。对常规交流电机（同步或者异步电机），只有定子铁心才会产生铁耗，转子铁心是没有铁耗的，学过电机的人都明白的。因此，只需要对定子铁心给出B-P曲线（也就是铁损曲线）。注意，B-P 曲线分为单频和多频两种，能给出多频损耗曲线最好，这样maxwell算得准些。设置完铁损曲线以后，还要记得在excitations/set core loss，对定子铁心勾选才行。此时，不需要给定子和转子铁心再施加电导率，这是初学者容易忽视的问题。后处理中，通过result/create transient reports/core loss查看铁耗随时间变化曲线。再谈一下什么情况下需要做涡流损耗分析。对永磁电机，永磁体受空间高次谐波的影响，会在表面产生涡流损耗；对实心转子电机，由于是大块导体，因此涡流损耗占绝大部分。以上两种情况需要考虑做涡流损耗分析。现以永磁电机为例，具体阐述。对永磁体设置电导率，然后对每个永磁体分别施加零电流激励源，在excitations/set eddy effect，对永磁体勾选。注意，若只考虑永磁体的涡流损耗，而不考虑电机其他部分（定转子铁心）的涡流损耗，则只需要给永磁体赋予电导率值，其他部件不需要赋电导率，这是初学者容易搞错的地方。简而言之，只对需要考虑涡流损耗的部件，施加电导率，零电流激励和set eddy effect。后处理中，通过results/create transient reports/retangular report/solid loss查看涡流损耗随时间变化曲线。最后，再次强调一下，做涡流损耗分析，需要skin depth based refinement 网格剖分才行。以上方法，适用于Ansoft maxwell 13.0.0及以上版本，并适用于所有电机种类。一、 MAXWELL分析磁场时，电气设备或电气元件（无论是电机还是变压器）主要包括两个部分，一个是励磁线圈，另外一个是磁性材料。所以总的损耗包括线圈损耗（也叫铜损）和磁芯损耗（也叫铁损）两个部分。其中线圈损耗还包括直流损耗（也就是直流电阻的损耗）和交流损耗（交流电流下的趋肤效应和邻近效应产生的损耗），这个交流损耗也叫做涡流损耗，在涡流场和瞬态场中可以通过设置EDDY EFFECTS来计算。而铁损只能在瞬态场中计算。铁损的计算，主要是由磁芯材料供应商提供的各种频率和工作磁感应强度下的测试数据为基础，使用STEINMETZ方程式，采用插值法得到的。这个铁损已经包含了磁芯的所有损耗，即：磁滞损耗，涡流损耗和剩余损耗。铁损的计算分两种，一种主要是软磁铁氧体（POWER FERRITE),另外一种主要是矽钢片（ELECTRICAL STEEL)，两种计算公式不同。二、 SOLIDLOSS（实体导体损耗)是指任何导体材料的损耗，既可以包含源电流，又可以有涡流电流。 SOLID CONDUCTOR(实体导体）又包含两种，一种是主动导体，即有外加电流的导体，另外一种是被动导体，即没有外加电流。被动导体又有两种情况，短路和开路。定子和转子其实就是被动导体，当然有涡流存在，也就是一种SOLIDLOSS。其实应该还有一种导体损耗，DISPLACEMENT (位移电流），但是通常都很小，一般用于交变电场分析，磁场中很少用。三、关于powerloss和coreloss

小家电控制板电磁兼容EMC问题要点

0 引言小家电控制板的小体积，低成本决定了其在线路中不能使用高成本的材料来解决其电磁干扰问题。事实上，在实际的使用中，小家电控制板的干扰主要来自三大方面：其一是控制板本身产生的干扰，其二是来自负载的干扰，其三是来自线路上的干扰。解决这些干扰可以分别采用不同的方案来完成。 1 控制板自身的干扰 1.1 控制板本身产生的干扰小家电控制板中常用的继电器、可控硅以及高频时钟等，都可能成为小家电控制板的自身干扰源。对于以上干扰，其解决方法可以从以下方面人手来完成： (1) 在继电器线圈增加续流二极管，消除断开线圈时产生的反电动势干扰。(2) 在继电器接点两端并接火花抑制电路(一般是RC串联电路，电阻一般选几千欧到几十千欧，电容选0.01μF)，以减小电火花影响。 (3) 在电路板上每个IC上并接一个0.01μF～0.1μF高频电容，以减小IC对电源的影响。但应注意高频电容的布线，连线应靠近电源端并尽量粗短，否则，等于增大了电容的等效串联电阻，而这会影响滤波效果。 (4) 布线时应避免90度折线，并尽量减少高频噪声发射。 (5) 在可控硅两端并接RC抑制电路，减小可控硅产生的噪声(该噪声严重时可能会把可控硅击穿的)。

(6) 注意晶振布线。晶振与芯片引脚应尽量靠近，并用地线把时钟区隔离起来，晶振外壳要接地并固定。最好在能使用低速晶振的场合尽可能选用低速晶振。(7) 对电路板合理分区(如强、弱信号，数字、模拟信号)。尽可能把干扰源(如电机、继电器)与敏感元件(如单片机)远离。 (8) 交流端用电感电容滤波：去掉高频低频干扰脉冲，VCC和GND之问接电解电容及瓷片电容，以去掉高、低频干扰信号。 1.2 控制板本身的传导干扰为防止控制板电路产生的传导干扰，可在电路的进人口(即AC两端)并接上一个电容C，图1所示是一个简单的电容抗扰电路连接图。图中的电容属于安全电容，但必须在该电容的两端并联一个安全电阻，以用于防止电源线拔插时电源线插头长时间带电。因为安全标准规定，当正在工作之中的机器电源线被拔掉时，在两秒钟内，电源线插头两端所带的电压(或对地电位)必须小于原来电压的30％。该电容必须经过安全检测部门认证过后才能使用。电容的耐压一般都标有安全认证标志和AC250V 或AC275V字样，但其真正的直流耐压应达到2 000 V以上。而且在使用的时候，不要随便用AC250V或DC400V之类的电容来代用。抗扰电容一般都选用纹波电流比较大的聚脂薄膜安全电容，这种电容体积一般都很大，其允许瞬间充放电的电流也很大，即内阻比较小。而普通电容纹波电流的指标一般都很小，动态内阻比较大，因此，用普通电容代替安全电容，除了耐压条件不能满足以外，一般纹波电流指标也是难以满足要求的。实际上，光靠用安全电容就想把传导干扰信号完全滤除是不可能的。因为干扰信号的频谱非常宽，基本覆盖了几十千赫芝到几百兆赫芝甚至上千兆赫芝的频率范围。一般对低端干扰信号，其滤除需要很大容量的滤波电容，但受到安全条件的限制，电容的容量不能太大；而对高端干扰信号的滤除，大容量电容的滤波性能又极差，特别是聚脂薄膜电容的高频性能一般都比较差，并且聚脂薄膜介质的高频响应特性与陶瓷或云母相比相差很远，此外，一般聚脂薄膜介质都具有吸附效应，因此它会降低电容器的工作频率。聚脂薄膜电容工作频率范围大约都在1 MHz左右，超过1 MHz时其阻抗将显著增加。因此，抑制电子控制板本身产生的传导干扰除了选用这种电容进行滤波以外，一般还要同时选用多个电感滤波器一起组合来对干扰进行滤波。电感滤波器属于低通滤波器，但电感滤波器也有很多种类和无数种规格(例如差模、共模，以及高频、低频)等，每种电感主要都是针对某一小段频率的干扰信号而起滤除作用，而对其它频率的干扰

电动机EMC

基于电动汽车的特点和应用要求，对车用电机驱动系统电磁骚扰特性及传播机制进行了分析，采用骚扰源抑制、系统接地、电磁屏蔽、系统合理布局等措施实现了系统电磁兼容性能的有效提升。文中给出的整改方案已应用于某款纯电动汽车，满足了国标要求，证明文中给出的电磁兼容方案是行之有效的。电动汽车上的电力电子变换装置无论数量还是功率都远远超过传统汽车，电磁兼容问题的严重性和复杂性也远高于传统汽车。电机驱动系统是电动汽车的三大关键系统之一，也是最重要的功率变换装置，其电磁兼容性能（electromagne TI ccompa TI bility，简称为EMC）不仅关系到自身的工作可靠性，而且会影响整车的安全运行能力和工作可靠性。从目前已有的电动汽车整车产品的检测过程来看，大部分车型都是经过多次整改才能够达到国标的相关规定。鉴于电磁兼容问题的重要性，基于电磁骚扰耦合和传播的一般机制，本文给出了电动汽车用电机驱动系统的电磁兼容分析及解决方案，并给出了电磁兼容的测试结果。 1 车用电机驱动系统电磁骚扰分析车用电机驱动系统的电机控制器由主回路、控制电路、机箱、散热器、电缆等几部分组成。其中主回路的主要部件为功率模块，如IPM或IGBT等，是控制器的主要骚扰源，而平行双线组成环路的电感。（1）式中：s为平行双线的间隔；r为导线半径。在高频的开关频率（几十kHz）下，产生很高的du/dt和di/dt，与直流母线的杂散电感相作用将产生很高的电流尖峰；而车用电机控制器的母线电压一般为上百伏，故在产生PWM波的同时伴有很高的电压峰值，这必然将带来严重的电磁骚扰噪声，通过近场和远场耦合形成传导和辐射骚扰。控制电路产生的PWM 信号以及输出的高频时钟脉冲波也会产生差模和共模辐射，但其辐射水平较低，产生的电磁骚扰一般较小。机箱的屏蔽性差也会带来电磁泄漏产生电磁骚扰。散热器会产生电磁振荡，散热片通常具有复杂的几何形状，具有多频带的RF辐射特性，很可能对开关频率谐波起到辐射天线作用。电缆的不合理布设及非屏蔽也会产生较大的电磁骚扰。电机驱动系统另外一个严重的电磁骚扰源来自电机。电机是电感性设备，电机工作时会产生很强的脉冲流并且可以在电源网络中传播，向周围空间辐射。电机的开、停以及负荷改变都会使工作电流改变并产生脉冲电流，这种骚扰表现为不规则的脉冲流，频谱约为10kHz耀1GHz。因此，电机驱动系统是电动汽车的主要电磁骚扰源［2-3］。

常见电磁兼容(EMC)问题及解决办法

常见电磁兼容(EMC)问题及解决办法通讯类电子产品不光包括以上三项：RE，CE，ESD，还有Surge--浪涌（雷击，打雷）医疗器械最容易出现的问题是：ESD--静电，EFT--瞬态脉冲抗干扰，CS--传导抗干扰，RS--辐射抗干扰。针对于北方干燥地区，产品的ESD--静电要求要很高。针对于像四川和一些西南多雷地区，EFT防雷要求要很高。如何提高电子产品的抗干扰能力和电磁兼容性： 1、下面的一些系统要特别注意抗电磁干扰：（1）微控制器时钟频率特别高，总线周期特别快的系统。（2）系统含有大功率，大电流驱动电路，如产生火花的继电器，大电流开关等。（3）含微弱模拟信号电路以及高精度A/D变换电路的系统。 2、为增加系统的抗电磁干扰能力采取如下措施：（1）选用频率低的微控制器：选用外时钟频率低的微控制器可以有效降低噪声和提高系统的抗干扰能力。同样频率的方波和正弦波，方波中的高频成份比正弦波多得多。虽然方波的高频成份的波的幅度，比基波小，但频率越高越容易发射出成为噪声源，微控制器产生的最有影响的高频噪声大约是时钟频率的3倍。（2）减小信号传输中的畸变微控制器主要采用高速CMOS技术制造。信号输入端静态输入电流在1mA左右，输入电容10PF左右，输入阻抗相当高，高速CMOS 电路的输出端都有相当的带载能力，即相当大的输出值，将一个门的输出端通过一段很长线引到输入阻抗相当高的输入端，反射问题就很严重，它会引起信号畸变，增加系统噪声。当Tpd＞Tr时，就成了一个传输线问题，必须考虑信号反射，阻抗匹配等问题。信号在印制板上的延迟时间与引线的特性阻抗有关，即与印制线路板材料的介电常数有关。可以粗略地认为，信号在印制板引线的传输速度，约为光速的1/3到1/2之间。微控制器构成的系统中常用逻辑电话元件的Tr（标准延迟时间）为3到18ns之间。在印制线路板上，信号通过一个7W的电阻和一段25cm长的引线，线上延迟时间大致在

永磁同步电机永磁体涡流损耗计算与研究解读

密级：内部高速电主轴永磁同步电机永磁体涡流损耗计算研究 The calculation and analysis of high-speed spindle permanent magnet motor eddy current losses in the permanent magnet 学院：电气工程学院专业班级：电气工程及其自动化0903班学号：学生姓名：指导教师：（副教授） 2013 年 6 月

摘要永磁同步电机是由永磁体建立励磁磁场的同步电机，电机结构较为简单，降低了加工和装配费用，提高了电机运行的可靠性；又因无需励磁电流，省去了励磁损耗，提高了电机的效率和功率密度。当外磁场发生变化时，永磁体就会产生涡流导致发热。因此，很有必要对转子永磁体内的涡流进行计算和分析，并采取相应的解决办法。本文主要运用了有限元软件对高速电主轴永磁电机永磁体的涡流损耗进行分析，以得到永磁体涡流损耗的大小和分布规律，并研究永磁体涡流损耗的影响因素，从而为减小永磁体涡流损耗提供依据。首先建立高速电主轴永磁电机有限元模型，对模型进行激励源加载和剖分，为涡流损耗的分析奠定基础；然后采用上述模型，计算得到永磁体内涡流损耗的大小和分布；分析正弦波供电和变频器供电下永磁体涡流损耗的特点；最后着重研究不同极槽数、转子磁路结构对永磁体涡流损耗的影响，提出减小涡流损耗的措施，为提高电机性能奠定基础。针对永磁同步电机自身的特点，通过二维电磁场有限元方法分别求解了空载时和负载时电机永磁体内的涡流。采用了瞬态分析，根据瞬态计算出的数据绘出了涡流损耗波形，并得出永磁体内的涡流损耗分布图。最后通过分析波形得出了影响永磁体内涡流的因素以及应采取的措施。关键词：永磁同步电机；永磁体；涡流损耗；有限元法 I

马达电磁兼容(EMC)的解决方法

中心议题： ●马达电磁干扰产生的原因 ●消除干扰的方案解决方案： ●电刷与地间加电容 ●增加电源线滤波器 ●电刷上串接扼流圈马达，特别是带电刷的马达，会产生大量的噪声。电器要满足电磁兼容标准的要求，必须对这些噪声进行处理。解决电磁兼容的手段无非是电容、电感（扼流圈）、电源滤波器和接地。不幸的是，电磁兼容问题通常是在产品已彻底完成设计并组装完毕时发现。这时考虑电磁兼容是十分困难的。制造商不仅面临着时间上的紧迫而且项目预算已经用完，责任工程师已经调到其它项目上，不能随时解决有关的问题。解决这些问题的最好时机是在产品的设计阶段，而不是产品开发周期最终阶段。许多试验是可以在产品装入最终机壳之前进行的。电容电容通过向噪声源的公共端提供一条阻抗很低的通路来将电压尖峰旁路掉。尖峰电压主要是由马达电刷产生的。电容可以接在马达的每根引线与地之间，也可以接在两根引线之间。如果尖峰噪声是共模的，则跨接在引线之间的电容几乎没有什么效果。但是这种由电刷产生的随机噪声通常是差模的。尽管这样，在电刷与地之间接入电容会有很大效果。电容安装什么位置或怎样连接主要取决于所面临的噪声的种类。电压尖峰是由电刷与换向片触点的断开产生的。尖峰的幅度可以通过将电刷材料换成较软的材料或增加电刷对换向片的压力来减小。但是这会缩短电刷的寿命周期和其它一些问题。要使电容具有较好的滤波效果，它与噪声源的公共地之间的联线要尽量短。自由空间中的导线的电感约为每英寸1nH。如果电刷产生的噪声频率为50～100MHz，与电容连接的导线的长度为4～6英寸，那么即使不考虑电容的阻抗，仅导线电感的阻抗也已经有： XL = 2πf L = 3.77 总阻抗还需要加上电容（0.1μF）的阻抗，XC = 1/2 π f C = 0.159 Ω。

变电站内的电磁干扰及电磁兼容问题要点

变电站内的电磁干扰及电磁兼容问题黄海1, 张辉2, 华栋3 (1. 海口威特电气有限公司, 海口市,570311;2. 广东工业大学, 广州市,510090;3. 华南理工大学, 广州市,510641 [摘要]变电站是一二次设备最集中的场所, 系统运行方式的改变, 开关的动作, 雷电流的出现以及二次电缆间的电磁耦合都会对二次回路产生干扰, 特别是引进微机监控和保护设备后, 电磁干扰问题更不容忽视。海南省几个变电站改造, 采用在互感器原、副绕组间装设屏蔽层, 加装浪涌吸收器, 采用多层电缆并将电缆外皮多点接地, 以及对控制室信号线和计算机室进行屏蔽等抗电磁干扰措施后, 收到了良好的效果。 [关键词]变电站电磁干扰电磁兼容性中图分类号:TM15文献标识码:B文章编号:1000-7229(2002 02-0032-02 Problems of Electromagnetic Interference and Compatibility Substations Huang Hai 1 , Zhang Hui 2 , Hua Dong 3 (1. Haikou Weite Electrical Co. Ltd. , Haikou , 570311; 2. , 510090; 3. South China University of Science and , , [Abstract]The substation is the place and is concentrated mostly. So change of oper 2ation mode of the system , action of thunder current and electromagnetic coupling

电磁兼容技术及应用

电磁兼容技术及应用摘要：本文简要介绍电磁兼容相关的各项技术，通过对接地、屏蔽、滤波等技术的分析，说明产品如何实现良好的电磁兼容性，如何将电磁兼容技术融入产品研发流程。对实例分析，结合电磁兼容理论，说明实际测试中的处理摘要：本文简要介绍电磁兼容相关的各项技术，通过对接地、屏蔽、滤波等技术的分析，说明产品如何实现良好的电磁兼容性，如何将电磁兼容技术融入产品研发流程。对实例分析，结合电磁兼容理论，说明实际测试中的处理方法，从干扰源、耦合路径、敏感源方面逐步分析验证，提高产品可靠性。关键词：电磁兼容接地屏蔽滤波目前，电磁兼容技术已经发展成为专门的针对电子产品抗电磁干扰和电磁辐射的技术，成为考察电子产品的安全可靠性的一个重要指标，覆盖所有电子产品。各个电子设备在同一空间工作时，会在其周围产生一定强度的电磁场，这些电磁场通过一定的途径（辐射、传导）耦合给其他的电子设备，影响其他设备的正常工作，可能使通讯出错或者系统死机等，设备间相互干扰相互影响，这种影响不仅仅存在设备间，同时也存在元件与元件之间，系统与系统之间。甚至存在与集成芯片内部。电磁兼容技术主要包括接地、滤波、屏蔽技术等，在特定场合需要注意的是不一样的，A、在结构方面，需要注意屏蔽和接地，B、在线缆方面注意接地和滤波，C、在PCB设计方面，需要注意信号布局布线、滤波等。一、电磁兼容技术首先从构成电磁干扰的三要素入手，即干扰源、敏感源、耦合路径，★干扰源是产生电磁干扰的设备，通过电缆、空间辐射等耦合路径影响干扰敏感源设备。高频电压/电流是产生干扰的根源，电磁能量在设备之间传播有两种方式：传导发射和辐射发射，传导

电磁兼容天线仿真实验报告

电磁场与电磁兼容实验报告学号：姓名：院系：专业：教师： 05月20日

半波对称振子天线阵最大辐射方向控制实验工具 ?Expert MININEC Classic电磁场数值仿真软件实验目的根据要求的参数，利用仿真软件设计和分析自由空间或地面上的细、直线天线的电磁场数值，并完成以下要求： ?改变每幅天线馈电电流的相位控制最大增益的方向：要求的最大增益方向是：1. 00 ；2. 400；3. 800 （选择与自己学号后2位数最近的度数） ?根据运行结果指出： 1.增益方向性图； 2.最大增益； 3.最大增益方向。实验参数 ?频率 f = 300MHz，波长λ = 1m ?四分之一波长单极子天线L=λ，四个半波长对称振子排列在一条直线上，相邻两幅天线的间隔是四分之一波长实验过程 ?建立几何模型：点—> 线，尺寸，环境，坐标等半波对称振子放在 YOZ 平面内，相邻振子的间距是四分之一波长。

图1 问题描述图2 –图4 几何模型图3 图4 ?定义电特性：频率，电压，当前节点 ZENITH(DEG) 对应球坐标系中的θ， AZIMUTH (DEG) 对应球坐标系中的φ 图5 电特性—频率图6 馈电电流相位设置

图7 球坐标参数θ、ψ以及间隔设置 ?选择模式：辐射模式 ?求解项：近场 ?调试、运行表格中出现“No detected violations ”表明设置正确图8 选择运行平面图9 调试结果 ?显示结果 3D display 显示所设计天线的图形天线增益方向性图中给出了最大增益值和最大增益方向、以及半功率增益带宽的计算结果。

电磁干扰与电磁兼容浅谈2

电磁干扰与电磁兼容浅谈之一：电磁干扰无处不在一年前，我曾在《电子工程专辑》杂志上发表过一篇名为“电子线路与电磁兼容设计”的文章。此文章引起了很多读者的关注，下面文章的内容拟作为前一篇文章的继续或补充，希望再次引起读者的关注和兴趣。 1．一个让人胆战心惊的星球电磁干扰对人类危害最大的，实际上还是我们居住的地球，其中雷电干扰对人类的生活危害最大。雷电不但对人类的生存造成很大的威胁，对树木、森林、房屋、建筑，以及电器设备都会造成很大的损害和破坏。根据统计，地球每一秒钟就有100多次闪电，每次闪电产生的能量可供一个100瓦的灯泡点亮3个月；在雨季，平均每6分钟就有一个人被雷电击中；每年有成千上万的人因雷电击中而丧伤，还有大片的森林因雷电击中而起火烧毁，雷电还经常使高压电网、以及通信出现故障，使城市供电和通信中断，引起城市交通失控出现混乱；连英国的白金汉宫也曾遭受过雷电严重破坏，上个世纪50年代，白金汉宫就是因一块窗帘布被雷电击中而起火燃烧；上海电视台平均每年要遭受33次大的雷击，每次雷击都会使电子设备遭受不同程度的损坏；1992年6月22日，北京国家气象中心多台计算机接口因感应雷击被毁，损失二仟多万元；1992年8 月23日，赣州市60%的有线电视和50%闭路电视遭受过雷击，其中91台电视机因感应雷击而毁于一旦；2006年6月9日，南韩一架大型客机在空中遭受雷击，头部解体脱落，幸好没有人员伤亡。很多人都不清楚，地球也是一个带电体。根据实验测试，在地球表面存在一个垂直向下的稳定电场，电场强度E约为100伏/米，场强的大小随高度的增加而减弱。另外，根据实验测试，在地面附近大气的电导率σ0约为3×10-14西蒙/米，且随高度的增加而增加。由此可知地球表面的电流密度j的方向指向地心，大小为：故从大气流向地球表面的总电流强度I为：

电磁干扰与电磁兼容课程论文

电磁干扰与电磁兼容课程论文论文题目：PCB电磁兼容性技术专业：班级：学号：姓名：年月

目录一：电磁兼容性技术概述.......................................................................................................... - 1 - 二：PCB设计中的电磁兼容问题 ............................................................................................. - 1 - 2.1 PCB形成干扰的基本要素: .......................................................................................... - 1 - 2.2 PCB中存在的电磁干扰分类： ................................................................................... - 2 - 三：印制电路板电磁兼容设计原则.......................................................................................... - 3 - 3.1印制电路板的层数、尺寸选择原则............................................................................ - 3 - 3.2器件布局原则................................................................................................................ - 3 - 3.3地线与电源线的设计原则............................................................................................ - 3 - 四：信号线设计原则.................................................................................................................. - 4 - 五：PCB 电磁兼容性设计中的相关注意事项 ........................................................................ - 5 - 六：结束语.................................................................................................................................. - 5 - 参考文献：.................................................................................................................................. - 6 -

电磁兼容技术的发展及典型应用技术

电磁兼容技术的发展及典型应用技术高鹏张英会摘要: 本文简单的介绍了电磁兼容技术的发展现状和几种典型的技术应用, 并对控制和试验技术中的电磁屏蔽技术、干扰抑制滤波技术及 EMI 诊断进行了简单的介绍和分析。最后, 对几种比较新型的试验室技术做了简单的介绍。关键词: 电磁兼容; 控制技术; 试验技术; 干扰抑制滤波电磁兼容是指电气设备在同一电磁环境中共存的一种特性, 即要求在同一环境中使用的电气设备正常工作而不能相互干扰, 达到兼容的目的, 更通俗的说, 要求工作中的电气设备对环境的电磁干扰值和抗干扰能力必须满足法律法规的要求, 否则该电气设备则会对其他正常工作的电气设备造成干扰或者不能再正常允许的电磁环境中正常工作。它是与电磁环境密切相关的一门综合性极强的边缘科学。主要以电气、电子科学理论为基础, 研究并解决各类电磁污染问题, 可以说电磁兼容技术是一个正在不断发展的新型综合性学科, 也是一门工程性极强的应用技术。 1.发展现状 60 年代以来, 现代电子科学技术向高频、高速、高灵敏度、高安装密度、高集成度、高可靠性方面发展, 其应用范围越来越广, 渗透到了社会的每个角落, 因而发达国家在EMC研究方面投入了大量的人力和物力。电磁兼容的研究在我国起步较晚, 发达的西方国家早在 20 世纪 80 年代就已经发布了对电气设备的电磁兼容指标进行强制性认证的法令, 任何电气设备必须满足相关的法律法规的要求方可投放市场, 须取得认证合格证后才允许在市场上销售。早几年前, 我国的电气产品没有对电磁兼容指标作出具体的要求, 相关的法律法规尚在制定中, 国内的产品开发人员还没有把电磁兼容这一理念认识理解, 许多产品在设计、开发阶段根本没有考虑到电磁兼容这一问题, 加之不了解国外的电磁兼容相关标准, 使得研发的产品不能通过国外强制性的电磁兼容测试, 致使产品不能投放国外市场。设计开发的产品需要送到境外去做电磁兼容测试, 不断地修改不断地测试, 走了很多弯路, 浪费了大量的人力物力, 更浪费了宝贵的时间, 甚至错失了许多商机。随着我国加入 WTO, 电磁兼容在我国得到了越来越高度的重视, 我国政府制定了较为完善的标准和相应的实施细则, 从多种渠道推动国内电磁兼容检测和研究工作, 开展了各种各样的围绕着电磁兼容设计、开发、测试等方面的培训活动, 使产品的开发人员认识和