一体化电机系统中的电磁兼容 [Electromagnetic Compatibility in Integrative Motor System] 下载 mobi epub pdf 电子书 2024

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内容简介

　　随着电力电子技术的飞速发展，采用了脉宽调制（Pulse Width Modulation.PWM）策略的功率变换器广泛应用于电机驱动系统，较大地提高了电机系统的性能指标。但是功率变换器在对电能进行控制和变换的同时，其中高速开通和关断状态的开关器件，不可避免地造成电压和电流在短时间内发生瞬变，产生丰富的高次谐波，其电磁能量以电路连接或电磁波空间耦合的方式形成电磁干扰（Electromagnetic Interference，EMI），干扰噪声的频率从几千赫兹到数十兆赫兹，影响电机系统自身的正常运行和周围电气系统的正常工作，使设备或装置达不到电磁兼容标准规定的要求。随着近几年电磁兼容标准的强制实施，特别是系统可靠性要求的增强，国内外许多学者从不同角度开展了一体化电机系统电磁干扰问题的研究。
　　与其他电气系统的电磁兼容问题相比，一体化电机系统电磁干扰产生的机理、干扰源的分布、抑制的方法都有其特殊性。《一体化电机系统中的电磁兼容》系统地总结了作者及其研究团队十余年来在一体化电机系统电磁兼容问题上的研究成果，包括一体化电机系统电磁干扰产生的机理和干扰耦合途径的分析及建模，以及针对系统电磁干扰的抑制措施等内容。
　　《一体化电机系统中的电磁兼容》从整体上可以分为两大部分。第1部分包括第1-4章：介绍电磁兼容理论的基础，分别阐述了电磁兼容的定义、电磁干扰的形成、国内外电磁兼容标准、电磁干扰传播理论、电磁兼容性测量的研究（包括测量的主要内容、标准及仪器、场地等），以及屏蔽、接地等电磁干扰抑制的基本原理和措施。第二部分包括第5～12章：首先介绍无源器件的高频特性，为阐述一体化电机系统的电磁兼容问题打了基础；其次详细介绍了一体化电机系统及其负面效应，分析了电机系统EMI问题的特征及性质，并以PWM驱动电机系统传导电磁干扰为主，介绍了电磁干扰产生的机理和建立系统电磁干扰模型的主要问题，介绍了系统中的共模和差模，以及传导电磁干扰的测试与诊断技术，建立了一体化电机系统传导干扰源数学模型及等效电路，并预测系统干扰源；最后介绍了一体化电机系统电磁干扰防护的主要措施，从两个方面进行介绍，一是干扰源的抑制技术，二是切断干扰传播途径，即采用EMI滤波器。

内页插图

目录

第一部分 电磁兼容理论基础
第1章 概述
1．1 电磁兼容的定义
1．2 电磁兼容性标准、规范与工程管理
1．3 电磁兼容设计所涉及的技术
1．4 电磁兼容设计的内容与设计要点
1．4．1 电磁兼容设计的内容
1．4．2 电磁兼容设计的要点
第2章 电磁兼容基础理论
2．1 电磁干扰信号的时域与频域分析
2．2 电磁干扰形成的条件
2．2．1 电磁干扰源
2．2．2 传播途径
2．2．3 受扰体
2．3 电磁干扰的分类
2．4 基本电磁兼容术语
第3章 电磁兼容性测量
3．1 电磁兼容性测量的主要内容
3．2 电磁兼容基本测量单位
3．3 电磁兼容测量的标准
3．4 电磁兼容测量场地的要求
第4章 屏蔽技术和接地
4．1 屏蔽技术
4．1．1 屏蔽的基本原理
4．1．2 屏蔽效能
4．1．3 屏蔽体的设计
4．2 接地
4．2．1 接地及其分类
4．2．2 安全接地
4．2．3 信号接地

第二部分 一体化电机系统的电磁兼容问题
第5章 无源器件的高频特性
5．1 1电阻的高频特性分析
5．2 电容的高频特性分析
5．3 电感的高频特性分析
5．3．1 电感的理想模型和实际高频特性
5．3．2 共模扼流圈
5．3．3 电感线圈参数
5．3．4 磁饱和的影响
5．4 导线的高频特性分析
5．4．1 导线的高频特性
5．4．2 印制电路板布线的杂散参数抽取
第6章 一体化电机系统与电磁兼容问题
6．1 电机系统基本构成
6．1．1 系统的特征与基本结构
6．1．2 功率变换器的控制策略
6．2 PWM变频器驱动电机系统的负面效应
6．2．1 共模电压
6．2．2 漏电流
6．2．3 轴电压和轴承电流
6．2．4 电机端部过电压
6．2．5 电机系统的EMI
6．3 电机系统EMI问题的特征与性质
第7章 电机驱动系统电磁干扰产生的机理
7．1 功率半导体器件开关过程造成的电磁噪声
7．1．1 功率二极管开关过程造成的电磁噪声
7．1．2 SCR、GTO、BJT、IGBT、MOSFET开关过程造成的电磁噪声

前言/序言

　　随着电力电子技术的飞速发展，采用了脉宽调制（Pulse Width Modulation.PWM）策略的功率变换器广泛应用于电机驱动系统，较大地提高了电机系统的性能指标。但是功率变换器在对电能进行控制和变换的同时，其中高速开通和关断状态的开关器件，不可避免地造成电压和电流在短时间内发生瞬变，产生丰富的高次谐波，其电磁能量以电路连接或电磁波空间耦合的方式形成电磁干扰（Electromagnetic Interference，EMI），干扰噪声的频率从几千赫兹到数十兆赫兹，影响电机系统自身的正常运行和周围电气系统的正常工作，使设备或装置达不到电磁兼容标准规定的要求。随着近几年电磁兼容标准的强制实施，特别是系统可靠性要求的增强，国内外许多学者从不同角度开展了一体化电机系统电磁干扰问题的研究。
　　与其他电气系统的电磁兼容问题相比，一体化电机系统电磁干扰产生的机理、干扰源的分布、抑制的方法都有其特殊性。本书系统地总结了作者及其研究团队十余年来在一体化电机系统电磁兼容问题上的研究成果，包括一体化电机系统电磁干扰产生的机理和干扰耦合途径的分析及建模，以及针对系统电磁干扰的抑制措施等内容。
　　本书从整体上可以分为两大部分。第一部分包括第1-4章：介绍电磁兼容理论的基础，分别阐述了电磁兼容的定义、电磁干扰的形成、国内外电磁兼容标准、电磁干扰传播理论、电磁兼容性测量的研究（包括测量的主要内容、标准及仪器、场地等），以及屏蔽、接地等电磁干扰抑制的基本原理和措施。第二部分包括第5～12章：首先介绍无源器件的高频特性，为阐述一体化电机系统的电磁兼容问题打了基础；其次详细介绍了一体化电机系统及其负面效应，分析了电机系统EMI问题的特征及性质，并以PWM驱动电机系统传导电磁干扰为主，介绍了电磁干扰产生的机理和建立系统电磁干扰模型的主要问题，介绍了系统中的共模和差模，以及传导电磁干扰的测试与诊断技术，建立了一体化电机系统传导干扰源数学模型及等效电路，并预测系统干扰源；最后介绍了一体化电机系统电磁干扰防护的主要措施，从两个方面进行介绍，一是干扰源的抑制技术，二是切断干扰传播途径，即采用EMI滤波器。
　　本书是作者在总结本单位相关研究成果并吸收国内外该领域最新研究成果的基础上完成的，其中包括作者与其团队多名博士研究生和硕士研究生的研究工作，尤其是聂剑红博士、姜保军博士、严冬博士、孙亚秀博士等。孙力教授负责本书的统筹规划及框架构思，并编写了第1章和第6章，肖芳编写了第2、3、5、7、8、9章，赵克编写了第4、10、11、12章。
　　在本书的编著过程中，作者得到了许多同志直接或间接的帮助和支持。中国工程院院士梁维燕、哈尔滨工程大学教授罗耀华审阅了本书，博士研究生郭嘉、田兵等协助绘制了本书的部分插图，在此一并表示诚挚的谢意。
　　最后感谢国家自然科学基金“一体化电机系统的电磁干扰研究”、黑龙江省自然科学基金“交流驱动系统PWM逆变器负面效应的机理与抑制”、哈尔滨市科技创新人才研究专项资金“电机系统功率变换器的EMI机理研究与抑制”对本书所述研究内容的资助；感谢国防科技图书出版基金对本书出版的资助。
　　由于电磁兼容学科内容丰富、发展迅速、涉及面广，加之作者水平有限，书中错误和不当之处在所难免，敬请各位同行以及广大读者批评指正。
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