一体化电机系统中电磁兼容(三)

电气工程及自动化学院2一体化电机系统中的电磁兼容第6章一体化电机系统中的电磁兼容概况第7章电机驱动系统电磁干扰的特点第8章一体化电机系统主要部件高频等效电路的建立第9章一体化电机系统传导电磁干扰测试与诊断技术第10章一体化电机系统干扰源的数学模型第11章一体化电机系统干扰源的抑制第12章一体化电机系统EMI滤波器的设计第13章电磁兼容设备简介3第12章PWM驱动电机系统EMI滤波器的设计12.1概述12.2滤波器插入损耗的定义及其表达形式12.3传导干扰滤波器结构类型和阻抗失配的分析12.4一体化电机系统有源滤波器的设计12.5一体化电机系统电磁干扰无源滤波器的设计第12章PWM驱动电机系统EMI滤波器的设计412.1概述12.1概述无源EMI滤波通常是由电阻、电感、电容等元器件组成，目前最为常见的是电源EMI滤波器。12.1.1无源EMI滤波典型三相EMI电源滤波器5A.V.Jouanne等学者所提出的共模变压器方案：方案设计思路：从消除电动机侧共模EMI电流的角度进行设计的，它是在共模扼流圈的基础上，再在同一磁芯上缠绕一个终端连接阻尼电阻的第四绕组，以此抑制共模EMI电流的振荡，达到消除电机端共模电压带来的其它负面效应。特点：这种方法虽然对电机侧共模EMI电流的抑制效果较好，但只能降低共模电压的du/dt，而对共模电压的抑制效果并不明显。12.1概述6D.A.Rendusara等学者提出了改进型二阶RLC低通功率变换器输出滤波器：方案设计思路：它与原型滤波器相比，其重要区别就是通过导线把以星型形式连接的阻容电路中性点“n’”与变换器直流母线钳位中点“M”接在一起。该滤波器的优点是可以同时减小电机侧的传导差模EMI电流和传导共模EMI电流，并且如果参数设计合理，还可以使Rf、Lf和Cf的值很小，而将其安装在功率变换器机壳内。特点：可以使电机端的过电压、对地共模EMI电流以及轴电压显著减小，并且该滤波器的尺寸、损耗以及成本都较低。缺点：如果系统的工作状况发生变化，则需要调节无源元件的参数，以确保能够有效地消除电机侧随载波频率变化的共模电压，因此在实际工程应用中难于实现。12.1概述7IsaoTakahashi提出的用于消除共模电流的有源EMI滤波器：有源滤波器：

有源电路中的检测环节可以检测系统中出现的电磁干扰电流或者电压，通过其与系统的连接途径，反方向将检测到的干扰传递给系统，与系统中所产生的电磁干扰的电流或电压大小相等但方向相反，互相抵消，这样就抑制了系统中的电磁干扰噪声。12.1.2有源EMI滤波方案设计思路：先对电网侧输入/输出的共模电流进行采样，而后再借助于射极跟随器反向抽取逆变器输出的共模电流。它由共模电流互感器和互补高频晶体管组成。特点：由于需要将晶体管直接接到系统直流母线上，所以该滤波器不能应用于高电压系统。再有该方案只能抑制PWM电机驱动系统的共模EMI电流，而对功率变换器输出端的共模EMI电压没有任何抑制作用。12.1概述8日本学者SatoshiOgasawara提出，用于消除PWM功率变换器产生的共模电压：方案设计思路：从消除PWM功率变换器产生的共模电压角度提出的一种有源共模噪声消除器(ACC)方案。该噪声消除器连接在功率变换器的输出端，它由共模电压检测电路、互补推挽电路和共模变压器这三部分组成。特点：该噪声消除器可以通过滤除加载在感应电机端的共模电压，实现减小轴电压、轴电流和共模电流，达到抑制感应系统电机侧传导共模EMI发射强度的目的，但由于共模电压检测的星接电容器是与电机绕组呈并联关系，所以该滤波器存在高低频特性难以兼顾的问题。12.1概述9SatoshiOgasawara等学者又给出了改进型有源EMI滤波器特点：该滤波器能够在消除感应电机端共模电压的同时抑制PWM功率变换系统的谐波。但SatoshiOgasawara所提出这两种方法都采用了射极跟随器直接连到系统直流母线上这一方案，因而存在着互补晶体管额定电压必须大于直流母线电压的要求，因此，这两种滤波器不能应用于高电压系统中。方案设计思路：π型无源EMI滤波器和有源共模噪声消除器相结合。12.1概述10Y.Q.Xiang提出了有源共模电压补偿器的结构特点：用于消除感应电机端共模电压的反向补偿电压是通过一个多电平功率变换器产生的，所以该有源共模电压补偿器可以应用于高电压系统。但由于其电路过于复杂，而且四个串联电容的电压平衡问题又难于解决，而且该补偿器的成本和体积都相对较大，所以限制了该补偿器在实际中的应用。12.1概述1112.2滤波器插入损耗的定义及其表达形式12.2滤波器插入损耗的定义及其表达形式滤波器的特性最重要的是其频率特性，即滤波器的插入损耗随工作频率变化而变化的特性。定义：滤波器接人前后从噪声源传输到负载的功率之比，通常以分贝来表示。以电压衰减表示插入损耗的传递函数形式：a)参考电路b)测试电路插入损耗的定义12把插入损耗近似表示为滤波器接入后电路前后两端的电压分贝数：采用传输参数方程更常用一些，它能更直观地反映滤波网络输入输出电压、电流的关系：插入损耗以阻抗形式和传输参数形式可分别表示为：滤波网络12.2滤波器插入损耗的定义及其表达形式1312.3传导干扰滤波器结构类型和阻抗失配的分析12.3传导干扰滤波器结构类型和阻抗失配的分析根据其滤波原理的不同：无源滤波器

有源滤波器滤波器品种繁多：常规滤波器电磁干扰滤波器按滤波原理可分为：反射式滤波器

吸收式滤波器按滤波器的频率特性：低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器。按照不同的拓扑结构：LC型T型π型多级滤波器12.3.1滤波器的分类14滤波器的结构类型多级滤波器LC型T型π型12.3传导干扰滤波器结构类型和阻抗失配的分析15在设计滤波器时必须考虑到电路的输入输出阻抗不匹配的实际情况，在进行滤波器设计时就采取适当的措施进行校正。根据阻抗失配情况确定选用哪种滤波器结构。12.3.2无源滤波器的分析LC滤波网络由于不同的设备和电网网络提供的源阻抗不一样，加上所带负载阻抗的性质和数值不同以及工作情况的变化，导致所需设计的滤波器输入端噪声源的阻抗Zg和负载阻抗ZL是任意的，不可能满足滤波器插入损耗测试时的阻抗匹配条件Zg=Zg。分析LC型滤波器阻抗失配情况对插入损耗的影响12.3传导干扰滤波器结构类型和阻抗失配的分析16负载ZL为纯阻性负载，数值为RL，滤波器的插入损耗为：负载ZL为感性，用一个电感LL和一个可变电阻RL并联表示，电路的谐振频率为ωL，滤波器的插入损耗为：负载ZL为容性，用一个电容CL和一个可变电阻RL并联表示，电路的谐振频率为ωc，滤波器的插入损耗为：负载性质的变化对滤波器插入损耗的影响12.3传导干扰滤波器结构类型和阻抗失配的分析17对比不同性质的负载与插入损耗的频率特性曲线可以看出，感性负载使得电路的谐振频率ωL比LC滤波电路的固有谐振频率ω0提高了，因此在滤波器的截止频率范围内的插入损耗变小甚至会出现噪声放大的可能;容性负载使得电路的谐振频率ωc比LC电路的固有谐振频率ω0降低了，因此在滤波器截止频率以内的插入损耗增加了。LC滤波网络不同负载情况下插入损耗的频率特性12.3传导干扰滤波器结构类型和阻抗失配的分析18考虑噪声源阻抗对滤波器插入损耗的影响设滤波器两端所加的源阻抗和负载阻抗分别满足条件Zg>>ωL，ZL<<1/ωL的极端情况下工作，此时的插入损耗可简化为：也就是相当于LC滤波器在此根本没有起到任何作用。在这种情况下如果把滤波器的结构改成CL型，当噪声频率ω与滤波器的谐振频率ω0满足ω>3ω0时，此条件很容易满足，此时的插入损耗可简化为：在ω>3.16ω0时，上式结果大于20分贝。在源阻抗较大，负载阻抗很小的情况下使用CL型滤波器明显要比用LC型滤波器的效果好。12.3传导干扰滤波器结构类型和阻抗失配的分析19结论:当源和负载阻抗的绝对值可以估计时，可以根据不同的阻抗失配情况选择相应的滤波器结构。低的源阻抗和低的负载阻抗可选用T型滤波器结构；高的源阻抗和高的负载阻抗可选用π型滤波器结构；低的源阻抗和高的负载阻抗可选用LC型滤波器结构；高的源阻抗和低的负载阻抗可选用CL型滤波器结构。归纳出一个基本的原则：滤波器的电感端与低的源阻抗或低的负载阻抗串联，滤波器的电容端与高的源阻抗或负载阻抗并联。另：为了尽量减小阻抗失配引起的滤波器性能下降，可以根据具体情况分别在滤波器两端加上适当参数的“P”匹配网络和“S”匹配网络来改善系统的滤波性能。12.3传导干扰滤波器结构类型和阻抗失配的分析20相对无源滤波器而言，有源滤波器的优点是不需要大体积(由于主电路上的基波电压和电流大)的储能元件来滤除纹波能量。12.3.3有源滤波器的分析反馈式有源滤波器结构示意图Zn和Zs分别表示噪声源的阻抗和阻抗网络接收机的检测阻抗，in表示噪声源，is、vs分别表示返回到接收机检测阻抗上的电流和电压，ic、vc分别表示有源滤波器补偿的电流和电压。1、反馈式有源滤波器12.3传导干扰滤波器结构类型和阻抗失配的分析21有源滤波器的插入损耗可以表示为：式中vs和vs'分别表示在接入滤波器前后接收机检测阻抗上的电压降。a）的插入损耗：b）的插入损耗：c）的插入损耗：d）的插入损耗：12.3传导干扰滤波器结构类型和阻抗失配的分析22四种滤波器也有各自对应的场合，不同的情况需要不同的滤波器类型，否则也将发挥不出其特长，甚至会对系统噪声进行放大，起到相反的作用。a)所示的滤波器(检测电流进行电压补偿的方式)在滤波器增益远远大于噪声源阻抗与测试系统阻抗之和时效果最佳；b)所示的滤波器(检测电流进行电流补偿的方式)在噪声源阻抗远远大于阻抗网络的阻抗时效果最佳；c)所示的滤波器(检测电压进行电流补偿的方式)在滤波器增益远远大于源阻抗和测试系统之并联阻抗时效果最佳；d)所示的滤波器(检测电压进行电压补偿的方式)在噪声源阻抗远远小于阻抗网络的阻抗时效果最佳。

有源滤波器不能影响原有系统的正常运行，不管什么情况，该有源滤波器只能消除系统产生的高频噪声而不应改变低频或工频时的运行情况。尤其是作为抑制电磁干扰的有源滤波器，应减小在低频工作时对系统传输特性的影响，以免改变了系统的传输特性。12.3传导干扰滤波器结构类型和阻抗失配的分析232、前馈型有源滤波器前馈型滤波器中放大器的增益为单位值，利用检测的信号取一等幅值反相位的信号来抵消噪声，所以常用的结构形式也只有电流检测、电流补偿和电压检测、电压补偿两种。前馈式有源滤波器结构示意图12.3传导干扰滤波器结构类型和阻抗失配的分析24补偿原理拓扑示意图电压补偿滤波器基本思想：通常是通过检测电压或电流信号，提供给滤波器，并在被保护器件前串联一个受控电压源，从而阻止噪声电流流入到要消除噪声电流的设备中，电流补偿滤波器基本思想：通过检测电压或电流，通过滤波器在被保护器件旁并联一个受控电流源，来改变噪声电流的运行路径。12.3传导干扰滤波器结构类型和阻抗失配的分析2512.4一体化电机系统有源滤波器的设计12.4一体化电机系统有源滤波器的设计12.4.1抑制传导干扰的有源滤波器拓扑结构分析根据对一体化电机系统传导干扰机理的分析可知传导干扰主要有两种原因造成，针对不同的原因，在所设计的滤波器中采取不同的措施。有源滤波器结构26设计思路第1部分：共模电压的消除逆变器后传导干扰的主要成份是逆变器生成的高频共模电压脉冲作用在电机上引起的漏电流，所以可以通过消除共模电压来抑制漏电流。这可以通过由推挽型射极跟随器(晶体管T3和T4组成)、共模变压器和一个共模电压检测器组成的共模电压消除器来完成。巧妙的利用共模变压器绕组同名端的连接关系使得变压器副边产生的感应电势和逆变器生成的共模电压相互抵消。因为共模信号都是对地而言，三绕组的副边可以等效为一相绕组，所以可以把三相四绕组变压器简化成单相系统，其简化过程如下。

共模变压器及其单相等效电路12.4一体化电机系统有源滤波器的设计27有源滤波的共模电压消除原理图12.4一体化电机系统有源滤波器的设计28设计思路第2部分：补偿逆变器产生的漏电流随着共模电压的消除，在电机上产生的漏电流大大减小，传导干扰的主要成份就是逆变器产生的漏电流。此电流可以通过由共模变压器和推挽电路组成的有源滤波器来进行补偿。通过有源滤波器向主电路注入反相电流来补偿传导电流。与共模电压补偿器的分析类似，通过变压器绕组归算理论把共模变压器简化为一个等效的电路模型。giCi'gi滤波器有源滤波的漏电流补偿原理图共模变压器的简化模型12.4一体化电机系统有源滤波器的设计29共模电流ig和推挽放大器基极电流ib关系的频域表达式：如果晶体管T1和T2的带宽为ωb，其传递函数用一阶系统表示，可以推出需要注入的补偿电流ic为：注入电网的传导电流ig是滤波器注入电流ic和PWM系统漏电流ig'的和，由此可以整理出ig和ig'的关系也就是有源滤波器的插入损耗：上式表明了有源滤波的补偿效果也即插入损耗。假设所有元件都是理想的，上述方程可以变成：12.4一体化电机系统有源滤波器的设计30参数设计过程：在设计补偿滤波器的过程中，电流补偿部分要仔细选取和设计适当参数的晶体管和共模变压器，尤其是晶体管，要求宽频带、高增益和低损耗。另外，要从电流检测共模变压器的结构工艺上采取措施，尽量减小绕组中的杂散电容。根据经验，漏电流检测共模变压器的变比一般取10效果比较好。共模电压滤波器中的共模电压检测阻抗Z0采用电阻和电容串联以避免谐振。假设电阻为RZ0，电容为CZ0，则：12.4.2滤波器的参数设计12.4一体化电机系统有源滤波器的设计31在共模电压的抑制方法的设计过程中，需要使其插入损耗的传递函数IL(s)具有低通特性，因此由上式可得：由于逆变器产生的共模电压其主要频率都集中在开关频率及其整数倍上。因而共模电压滤波器的谐振频率必须远小于逆变器的开关频率。可得其谐振频率为：L1和L2之间的关系用下式表示：根据经验与实验，取Cz=180pF。其电感电阻可用下式计算：为了减小晶体管承受电压的值，检测电路对共模电压的检测比例取为1:4，即γ=Z0/Z1=9。12.4一体化电机系统有源滤波器的设计3212.5一体化电机系统电磁干扰无源滤波器的设计12.5一体化电机系统电磁干扰无源滤波器的设计在一体化电机系统中干扰源的阻抗和负载阻抗的情况直接影响到相应结构滤波器的插入损耗，在传导干扰中共模和差模分量产生的机理和传播途径各不相同，为了设计和分析的方便，需要把电机系统的阻抗分为共模阻抗和差模阻抗两种情况。研究目的：针对PWM电机驱动系统所存在的传导干扰发射问题，通过对传导电磁干扰传播途径的研究，提出一种新的无源滤波器拓扑，实现对共模电压的抑制，减小轴电压；并使系统达到电磁兼容标准。33IEC61800-3标准的传导干扰限值曲线图示(Ureq,CM)dB=(UCM)dB-(Ulimit)dB(Ureq,DM)dB=(UDM)dB-(Ulimit)dB

需要衰减的共模信号频谱图需要衰减的差模信号频谱图差模干扰预测的频谱图共模干扰预测的频谱图12.5.1PWM驱动电机系统无源EMI滤波器的优化设计12.5一体化电机系统电磁干扰无源滤波器的设计34回路1：逆变器→电缆→电机寄生电容→电机地线→系统地线→主电源→整流器→逆变器回路2：逆变器→电缆→电机寄生电容→电机地线→散热片地线→散热片→器件寄生电容→逆变器回路3：逆变器→器件寄生电容→散热片→散热片地线→系统地线→主电源→整流器→逆变器PWM驱动电机系统共模EMI的传播路径插入滤波器前共模等效电路12.5.2提出的无源滤波器新拓扑12.5一体化电机系统电磁干扰无源滤波器的设计35新的无源滤波器拓扑当该无源滤波器连接时系统的结构本文提出的无源滤波器拓扑需要与未接地的电机中性点之间存在着通路，它包括了2个共模滤波器和1个差模滤波器。12.5一体化电机系统电磁干扰无源滤波器的设计3612.5.3参数设计

差模滤波器的设计

差模等效电路差模滤波器的谐振频率由差模干扰预测频谱获得，谐振频率为1.8kHz，L值的计算：当载波频率在10kHz时，可以看出3ωL/2远大于3/(2ωC)，所以电流的幅值是由电感而不是电容决定的。取电感L值为2.1mH，计算得电容值C为3.7µF。差模滤波器参数设计12.5一体化电机系统电磁干扰无源滤波器的设计37共模滤波器的设计

插入滤波器结构后共模等效电路回路4：逆变器→共模电感(LCM1)→差模滤波器(L/3,3C)→直流导线→逆变器回路5：逆变器→器件寄生电容→散热片→散热片地线→电机地线→电机中线→(RCM2

和

3CCM2)→共模电感(LCM2)→逆变器回路6：逆变器→共模电感(LCM1)→差模电感L/3→电缆→电机中线→(RCM2和

3CCM2)→共模电感(LCM2)→逆变器12.5一体化电机系统电磁干扰无源滤波器的设计38共模电感的参数设计和构造：在40Hz时取电感的最大磁通密度0.8T，是饱和磁通密度的2/3。共模滤波器的谐振频率由共模干扰预测频谱获得，共模滤波电路的谐振频率为1.5kHz，考虑到实际情况，根据经验将CCM1的电容值定为470nF的典型值。由下式

取LCM1

为25mH，Rp的特征阻抗为210Ω时，R

CM1

定为20Ω。最后，RCM2,L1和CCM2分别定为100Ω,300µH和47nF。12.5一体化电机系统电磁干扰无源滤波器的设计39仿真结果与分析加入滤波器轴电压时域波形不加入滤波器共模电压时域波形

传导电磁干扰频谱对比图12.5.4仿真与实验12.5一体化电机系统电磁干扰无源滤波器的设计40搭建实验平台，系统具体参数如下：IPM型号为PS21867(30A/600V)；逆变桥开关频率为10kHz，调制比a=0.8；感应电机型号为J02-32-2，额定功率为4KW，额定电压为380V，额定频率为50Hz，额定转速为2882转/分；整流桥型号为MDS30A/1600V。计算得出滤波器拓扑的最终参数：L=2.1mH；C=3.7µF。LCM1=25mH，Rp=210Ω，RCM1

=20Ω，CCM1=470nFRCM2=100Ω，LCM2=300µH，CCM2=47nF。实验结果与分析在传导EMI测量中，LISN是必不可少的测量仪器。通过接收机ER55CR(本文采用的接收机为意大利AFJ公司生产的ER55CR型号)测得的传导电磁干扰频谱，按照系统应遵守标准EN55011规定的干扰发射限值。

12.5一体化电机系统电磁干扰无源滤波器的设计41不接滤波器时的共模电压(A)和轴电压(B)传导电磁干扰(无滤波器)共模电压(A)和轴电压(B)(带有无源电磁干扰滤波器)传导电磁干扰(带有无源电磁干扰滤波器)12.5一体化电机系统电磁干扰无源滤波器的设计42测量结果可知，共模电压和轴电压几乎都被抑制掉了，轴电压减小到了

100mV，这将不会对电机造成永久性的损害。接入滤波器后通过LISN测得的传导EMI干扰频谱可见，传导干扰频段范围内干扰信号幅值均在电磁兼容标准EN55011规定的范围内，即使在干扰最强的频点，其干扰发射也比规定的标准要低10dB以上。12.5一体化电机系统电磁干扰无源滤波器的设计43主要设备全功能电脑型耐受性测试器TRANSIENT-2000

射频信号发生器、功率放大器、天线接收机、LISN

阻抗分析仪4395A第13章电磁兼容设备简介441.全功能电脑型耐受性测试器TRANSIENT-2000

传导干扰抗扰度测试设备：满足GB/T17626-1998系列第13章电磁兼容设备简介4546三相耦合/去耦合网络 CDN2000-04-32耦合/去耦合电路具有以下几项功能：——耦合电路应当能使由发生器产生的瞬态在受试设备的电源或控制端子上传输，并且能隔离工频或信号电压对发生器的反向影响（应记住在抗扰度试验期间受试设备应处于正常工作状态）；——去耦电路（反向滤波器）的功能是防止注入的瞬态进入与受试设备端子相连的网络中，一方面是为了限止只对受试设备进行试验及保护不被试验的元件；另一方面是为了避免网络阻抗对瞬态波形和幅值的影响。去耦电路一般用于实验室试验，而可以不用于现场试验。第13章电磁兼容设备简介47静电放电测试（ESD:electrostaticdischarge）GB/T17626.2-1998静电放电electrostaticdischarge,ESD具有不同静电电位的物体相互靠近或直接接触引起的电荷转移。接触放电方法contactdischargemethod试验发生器的电极保持与受试设备的接触并由发生器内的放电开关激励发电的一种试验方法。空气放电方法airdischargemethod将试验发生器的充电电极靠近受试设备并由火花对受试设备激励放电的一种试验方法。直接放电directapplication直接对受试设备实施放电。间接放电indirectapplication对受试设备附近的耦合板实施放电，以模拟人员对受试设备附近的物体放电。第13章电磁兼容设备简介48试验等级第13章电磁兼容设备简介49静电枪圆头：空气放电尖头：接触放电第13章电磁兼容设备简介50电快速瞬变脉冲群（EFT）：burstTRANSIENT-2000GB/T17626.4-1998工业测量和控制设备(继电器、电流接触器等)通常与传统控制单元一起工作，如荧光灯、镇流器、半自动咖啡研磨机、吸尘器、演示机组、电吹风、普通发动机等在任何电源系统中，在开关机转换时，所有这些设备主要会产生干扰感应电、脉冲波形如下图所示：重复性快速瞬变试验是一种将由许多快速瞬变脉冲组成的脉冲群耦合到电气和电子设备的电源端口、信号和控制端口的试验。试验的要点是瞬变的短上升时间、重复率和低能量。第13章电磁兼容设备简介51EFT/Belectricalfasttransient/burst电快速瞬变脉冲群。耦合coupling线路间的相互作用，将能量从一个线路传送到另一个线路。耦合网络couplingnetwork用于将能量从一个线路传送到另一个线路的电路。去耦网络decouplingnetwork用于防止施加到受试设备上的电快速瞬变电压影响其他不被试验的装置、设备或系统的电路。耦合夹couplingclamp在受试线路没有任何电连接的情况下，以共模形式将干扰信号耦合到受试线路的、具有规定尺寸和特性的一种装置。接地（参考）平面ground(reference)plane一块导电平面，其电位用作公共参考电位。第13章电磁兼容设备简介52试验等级第13章电磁兼容设备简介53插入：容性耦合夹耦合夹能在与受试设备各端口的端子、电缆屏蔽层或受试设备的任何其他部分无任何电连接的情况下把快速瞬变脉冲群耦合到受试线路上。耦合夹的耦合电容取决于电缆的直径、材料和屏蔽（如果存在）。该装置由盖住受试线路电缆（扁平型或圆形）的夹板（用镀锌钢、黄铜、铜或铝板制成）组成，并且应放置在面积最小为1m2的接地平面上。接地参考平面的周边至少应超出耦合夹0.1m。耦合夹的两端应具有高压同轴接头，其任一端均与试验发生器连接。发生器应接到耦合夹最接近受试设备的那一端。耦合夹本身应尽可能地合拢，以提供电缆和耦合夹之间最大的耦合电容。验收试验要求采取使用耦合夹的耦合方式：耦合夹被设计用于连接到输入/输出端口和通讯端口的线路。交直流电源端口在不能使用耦合/去耦网络时，也可以使用耦合夹。也可按照产品标准采用其他耦合方式（如：耦合/去耦网络）。第13章电磁兼容设备简介54规定尺寸和特性：特性参数：电缆与耦合夹之间典型的耦合电容：50pF~200pF；圆电缆可用的直径范围：4mm~40mm；绝缘耐受能力：5kV（试验脉冲：1.2/50μs）。警告：耦合段与其他所有导电结构（受试电缆和接地平面除外）的间距应大于0.5m。容性耦合夹的结构第13章电磁兼容设备简介55雷击浪涌测试（SURGE）：CNGTRANSIENT-2000GB/T17626.5-1998雷电瞬变雷电产生浪涌（冲击）电压的主要原理如下：a)直接雷击于外部电路（户外），注入的大电流流过接地电阻或外部电路阻抗而产生电压；b)在建筑物内、外导体上产生感应电压和电流的间接雷击（即云层之间或云层中的雷击或击于附近物体的雷击，这种雷击产生电磁场）；c)附近直接对地放电的雷电人地电流耦合到设备组接地系统的公共接地路径。浪涌（冲击）surge沿线路传送的电流、电压或功率的瞬态波。其特性是先快速上升后缓慢下降。第13章电磁兼容设备简介56试验等级优先选择的试验等级范围如表所示。试验等级应根据安装情况来选择；较低的试验等级也应得到满足；对不同界面的试验等级的选择。第13章电磁兼容设备简介57电源暂降与瞬断（DIP）：powerinterruptTRANSIENT-2000GB/T17626.11-1998电压变化（VAR）：powervariation电气和电子设备会受到供电电源电压暂降、短时中断或电压变化的影响。电压暂降、短时中断是由电网、电力设施的故障或负荷突然出现大的变化引起的。在某些情况下会出现两次或更多次连续的暂降或中断。电压变化是由连接到电网的负荷连续变化引起的。这些现象本质上是随机的，其特征可以用偏离额定电压及持续时间来表述。电压暂降和短时中断不总是突发的，因为与供电网络相连的旋转电机和保护元件有一定的反作用时间。如果大的电源网络断开（一个工厂的局部或一个地区中的较大范围），电压将由于有很多旋转电机连接到电网上使之逐步降低。这些旋转电机短期内作为发电机运行，并向电网输送电力。有些设备对电压的渐变比对电压的突变更为敏感。为了保护和存储内部存储器的数据，大多数数据处理设备装有内置式断电检测器，以使在电源电压恢复后，设备按正常的方式启动。有些断电检测器对电源电压的逐渐降低不能快速地反应，因此，加在集成电路上的电流电压在断电检测器触发之前会减小到低于最小运行电压的水平，并且数据将会丢失或改变。当电源电压恢复时，不重新编程，数据处理设备就不能正确再启动。第13章电磁兼容设备简介58TRANSIENT-2000电压暂降voltagedip在电气系统某一点的电压突然下降，经历半个周期到几秒钟得短暂持续期后恢复正常。短时中断shortinterruption供电电压消失一段时间，一般不超过1min。短时中断可以认为是100%幅值的电压暂降。电压变化voltagevariation供电电压逐渐变得高于或低于额定电压，变化的持续时间相对于周期来说，可长可短。第13章电磁兼容设备简介59试验等级第13章电磁兼容设备简介60试验等级第13章电磁兼容设备简介61MF(Magneticfield)1、射频电磁场辐射抗扰度试验TRANSIENT-2000GB/T17626.3-1998推荐下列型式的试验设备：电波暗室：具有合适的尺寸，能维持相对于受试设备（EUT）来说具有足够空间的均匀场域。局部安装一些吸收材料可以使室内的反射减弱。注：产生电磁场的替代方法有：横电波暗室、带状线，不安装吸收材料的屏蔽室、局部安装吸波材料的屏蔽室和开阔试验场地。电磁干扰（EMI）滤波器：应注意确保滤波器在连接线路上不致引起谐振效应。射频信号发生器：能够覆盖所有感兴趣的频带，并能被1kHz的正弦波进行幅度调制，调制深度80%。应具有以慢于1.5×10-3十倍频程/s的自动扫描功能，如带有频率合成器，则应具有频率步进和延时程控功能，也应具有手动设置功能。功率放大器：放大信号（调制的或未调制的）并提供天线输出所需的场强电平。放大器产生的谐波和失真电平应比载波电平至少低15dB。发射天线：能够满足频率特性要求的双锥形、对数周期或其他线性极化天线系统。第13章电磁兼容设备简介62试验等级第13章电磁兼容设备简介63射频信号发生器9K~1.1GHz第13章电磁兼容设备简介64功率放大器FLL-75：100k-230MHz，输出功率75W-130WFLH-30:26M-1000MHz，输出功率30W-60W第13章电磁兼容设备简介65MF(Magneticfield)2、射频场感应的传导抗扰度试验GB/T17626.6-1998本部分所涉及的骚扰源，通常是指来自射频发射机的电磁场。该电磁场可能作用于连接安装设备的整个电缆上。虽然被骚扰设备（多数是较大系统的一部分）的尺寸，不骚扰频率的波长小，但输入和输出线，例如电源线、通信线、接口电缆等，由于其长度可能是几个波长，则可能成为无源接收天线网络。假定连接设备的电缆网络是处于谐振的方式，电缆系统间的敏感设备易受到流经设备的骚扰电流的影响。并由相对于参考接地平面板具有150Ω共模阻抗的耦合和去耦合代表这种电缆系统。测量方法是使受试设备在骚扰源作用下形成的电场和磁场来模拟来自实际发射机得电场和磁场。这些骚扰场（电场和磁场）是由试验配置所产生的电压或电流所形成的近区电场和磁场来近视表示的。用耦合和去耦合装置提供骚扰信号给某一电缆，同时保持其他电缆不受影响，只近似干扰源以不同的幅度和相位范围同时作用于全部电缆的实际情况。第13章电磁兼容设备简介66试验等级第13章电磁兼容设备简介67电磁钳

F201 Elektronik-Feinmechanik钳注入clampinjection是用电缆上的钳合式“电流”注入装置获得的。电流钳currentclamp由被注入信号的电缆构成的二次绕组实现的电流变换器。电磁钳（EM-钳）electromagneticclamp由电容和电感耦合相组合的注入装置。电磁钳的作用是对连接受试设备的电缆建立感性和容性耦合。电磁钳频率范围：30KHz-1000MHz第13章电磁兼容设备简介68接收机频率范围：9kHZ—1000MHz传导干扰发射测试传导发射测试的目的是测量产品电源线上产生的噪声电流。第13章电磁兼容设备简介69LISN电源阻抗稳定网络线路阻抗稳定网络接收机从LISN所测到的噪声