电气干扰与抗干扰分析解析.pptx
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1、电气干扰与抗干扰电气干扰与抗干扰n n前言n n本次讲座为电气信号传递过程中所受的干扰进行分析讨论并介绍常见的信号传递的抗干扰措施。有的地方有称做电磁兼容和电磁干扰(EMC或EMI)。n n电气干扰所涉及面非常广,关于这方面的书籍有很多。我们只能做简要的介绍。电气干扰可以分为两类:受外界的干扰和对外界的干扰。同样抗干扰措施也是围绕这两个方面展开的。抗干扰措施还包含如何抵御外部的干扰,和如何降低自身各部分间的相互干扰。(一)干扰源:1.电源干扰 电源干扰是一种很复杂的干扰,产生的原因是多样的,并包括了许多可变的因素,反映出干扰的形式也是多种多样,但从干扰的方式上可归为共模干扰和差模干扰两类。共模
2、干扰是由电源输入线对大地或中线对大地之间的电压差所形成的。对于三相电源而言,共模干扰存在于任何一相与地之间。共模干扰又称共态干扰、对地干扰和不对称干扰。差模干扰存在于电源线间、线与中线间,对于三相电源还存在于相线与相线之间。n n我国工频电采用的标准是50Hz,但是在电网中由于使用各种用电设备带来的各种干扰源会使电源波形发生畸变,电源中会含有多种高次谐波,高次谐波容易使电机颤振、用电设备过热,从而使设备不能正常运转。直流电源也不是理想的直流电源,存在纹波,而很多电子器件对需要限制,纹波超出限定值会使设备不能正常工作。22 电磁干扰电磁干扰n n在介绍电磁干扰之前,我们先介绍电磁兼容。(在介绍电
3、磁干扰之前,我们先介绍电磁兼容。(Electromagnetic Compatibility Electromagnetic Compatibility 简称简称EMCEMC)。电磁兼)。电磁兼容容(EMC)(EMC)最浅显的解释是最浅显的解释是“电磁环境中共存的能电磁环境中共存的能力力”。n n电磁干扰进入设备可分为二大类、即传导和辐射。电磁干扰进入设备可分为二大类、即传导和辐射。辐射干扰:干扰信号是通过电磁波辐射传播的。辐射干扰:干扰信号是通过电磁波辐射传播的。传导干扰:干扰信号是通过干扰源和被干扰设备传导干扰:干扰信号是通过干扰源和被干扰设备之间的公共阻抗进行传播的。以上二种干扰传播之间
4、的公共阻抗进行传播的。以上二种干扰传播方式可能互相转换,辐射干扰可以通过导线转换方式可能互相转换,辐射干扰可以通过导线转换成为传导干扰,而传导干扰又可通过导线形成辐成为传导干扰,而传导干扰又可通过导线形成辐射干扰。射干扰。n n(1)(1)干扰传播方式干扰传播方式 干扰源传播途径和传播的方式通干扰源传播途径和传播的方式通过干扰的耦合通道来完成,干扰耦合通道主要有过干扰的耦合通道来完成,干扰耦合通道主要有二种,一种是金属导线二种,一种是金属导线,即传导干扰。另一种是通即传导干扰。另一种是通过空间场,即辐射干扰。过空间场,即辐射干扰。n n(2)(2)干扰的耦合方式干扰的耦合方式 共阻抗耦合当两个
5、设备的电共阻抗耦合当两个设备的电流流经一个公共阻抗时,电流在阻抗上产生的电流流经一个公共阻抗时,电流在阻抗上产生的电压降会影响到另一个设备。压降会影响到另一个设备。电感性耦合又称电电感性耦合又称电磁耦合或磁场耦合,它是由两个电路之间的互感,磁耦合或磁场耦合,它是由两个电路之间的互感,使一个电路的电流变化并通过磁场链影响到另一使一个电路的电流变化并通过磁场链影响到另一个电路。个电路。电容性耦合又称为静电耦合或电场耦电容性耦合又称为静电耦合或电场耦合,它是由于二个电路之间存在着分布电容,使合,它是由于二个电路之间存在着分布电容,使一个电路的电荷影响另一个电路,如印制线路板一个电路的电荷影响另一个电
6、路,如印制线路板上的印制电路之间,变压器初、次级之间,都会上的印制电路之间,变压器初、次级之间,都会存在这种分布电容,通过电容干扰传播到设备内。存在这种分布电容,通过电容干扰传播到设备内。3.常见的抗干扰措施n n根据电气干扰的来源和干扰途径,常用的抗干扰措施有:科学布局、滤波、电气隔离、屏蔽、接地、合适的信号传递方式。3.1科学布局n n科学布局的方法包含通过选择合适的安装地点来降低设备所收的外界干扰,和合理对设备布局来增强设备的抗干扰能力。n n离干扰源越远所收到辐射的能量越小,导线越短时所收到的辐射干扰越小。n n可以通过远离干扰源的方式,发现较强的干扰源,在条件允许的情况下远离干扰源。
7、n n尽量缩短设备见的连线,信号线越短越不容易收到外界的干扰。n n3.2 滤波滤波是利用滤波器来抑制传导干扰,大部分是利用滤波器来抑制传导干扰,大部分用于抑制低频或中频干扰,抑制的频率可达用于抑制低频或中频干扰,抑制的频率可达300MHz300MHz。滤波器是由集中参数的电阻、电感和电。滤波器是由集中参数的电阻、电感和电容,或者是分布参数的电阻、电容和电感构成的容,或者是分布参数的电阻、电容和电感构成的一种网络,这种网络只允许某些频率通过,而阻一种网络,这种网络只允许某些频率通过,而阻止其它的频率通过以达到抑制电磁干扰的目的止其它的频率通过以达到抑制电磁干扰的目的 。常用的滤波器有常用的滤波
8、器有T T 型滤波器,型滤波器,型滤波器,型滤波器,L L 型滤型滤波器及波器及C C 型滤波器、电容低通滤波器和电感低通型滤波器、电容低通滤波器和电感低通滤波器等。在采用滤波方法抑制传导干扰时,首滤波器等。在采用滤波方法抑制传导干扰时,首先要了解干扰源的频谱,干扰源在频带中的分布先要了解干扰源的频谱,干扰源在频带中的分布情况,干扰波的幅值等,可以通过干扰仪器来检情况,干扰波的幅值等,可以通过干扰仪器来检测,获得干扰源的频带分布和幅值,有针对性地测,获得干扰源的频带分布和幅值,有针对性地选择滤波器的种类或者针对性地设计滤波器。选择滤波器的种类或者针对性地设计滤波器。n n对于对于220V220
9、V交流电源我们推荐图交流电源我们推荐图1.31.3所示电路图滤所示电路图滤除高次谐波。此图是一除高次谐波。此图是一50Hz50Hz带通滤波器。咱们公带通滤波器。咱们公司的低压无功补偿器可以看作低通滤波器,电抗司的低压无功补偿器可以看作低通滤波器,电抗和电容串联的设备是带阻滤波器(现在可画草图和电容串联的设备是带阻滤波器(现在可画草图看看)。看看)。n n用直流作电源的电子器件在电源处并联一个用直流作电源的电子器件在电源处并联一个1000p1000p1u1u的电容可以滤除直流电源中存在的高频的电容可以滤除直流电源中存在的高频纹波。纹波。n3.3隔离隔离 经导线传输是干扰传输的主要方式,经导线引入
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