1、华中科技大学电气与电子工程学院,第一章 电磁环境与电磁兼容,劲舞团SF ,电气与电子工程学院电磁兼容原理及应用,1 电磁环境,电磁环境： 利用电能进行工作的各种电气和电子设备，与设备的供电电源、设备的负载、周围的其它电气或电子设备、设备操作者或设备为之提供服务的人、甚至其它有生命的物质等一起，形成了特定的工作环境。 电气、电子设备在运行中大都会经历电磁能量转换的过程，而电磁能量转换过程往往会对周围环境中的其他用电设备、人或生物产生影响。 运行中的电气电子设备，也会由于其他设备工作时产生电磁能量转换而受到电磁干扰。,电气与电子工程学院电磁兼容原理及应用,1 电磁环境,问题与现象：上世纪50年代开
2、始，随着自动化技术和电力电子器件的快速发展，电力电子技术的兴起和微电子技术发展迅速向电气设备领域渗透，形成电气设备和电子设备结合、强电和弱电结合、机械和电气结合、仪表和装置结合、硬件和软件结合的各种复杂控制系统，而且在结构上也往往融为一体，同一电网中的用电设备越来越多，产生日趋复杂和严重的电磁环境和电磁干扰问题。,电气与电子工程学院电磁兼容原理及应用,1 电磁环境,问题与现象：除了电气电子设备在运行时由于发生电磁能力转换过程可以产生电磁干扰现象外，自然现象中也有产生电磁干扰的情况，如：静电放电、闪电等现象产生的电子扰动也会引起电子设备的非正常响应，雷电产生的强大电流甚至影响建筑和人的安全。,电
3、气与电子工程学院电磁兼容原理及应用,1 电磁环境,电磁干扰基本种类： 自然干扰来源于地球和宇宙中的自然电磁现象，如：宇宙干扰、雷电干扰、大气干扰、热噪声，等 人为干扰来自于有意发射干扰源和无意发射干扰源： 有意发射干扰源：专用于辐射电磁能的设备，如广播、电视、通信、雷达、导航等发射设备，通过向空间发射有用信号的电磁能量来工作，而对于不需要这些信号的电子设备或系统将构成干扰。 无意发射干扰源：发射电磁能力不是其工作的主要目的。如汽车的点火系统、各种不同的用电装置、电力电子装置、电机传动系统、照明装置、高压电力线、科学和医用设备，静电放电，核爆炸电磁脉冲，等。,电气与电子工程学院电磁兼容原理及应用
4、,1 电磁环境,电气与电子工程学院电磁兼容原理及应用,1 电磁环境,电磁环境基本概念： 电子设备发射出来的电磁干扰具有一定的危害性降低电子元件的工作寿命，强度较大的电磁干扰可以击穿电子设备，导致元件及整个系统的损坏；影响电子系统的信号，使其信噪比降低，影响系统的正常工作；对信息安全与信息保密构成严重威胁；引起人体细胞的生物效应，出现头晕、乏力、记忆力减退等现象，严重时会导致人体慢性病变。 某些情况下，例如军事上，电磁环境的这一复杂特性又可以被利用来形成对敌方的干扰。,电气与电子工程学院电磁兼容原理及应用,1 电磁环境,电气与电子工程学院电磁兼容原理及应用,2 电磁兼容的基本概念,1 电磁兼容：
5、（E1ectromagnetic Compatibility，简写为EMC） 电与磁是不可分割，相互共存的一种物理现象 、物理环境； “电磁兼容”意味着：干扰可以在不损坏信息的前提下与有用信号共存； GB/T4765-1995电磁兼容术语确切定义：电磁兼容是指：设备或系统在其电磁环境中能正常工作，且不对该环境中任何事物构成不能承受的电磁骚扰的能力。,电气与电子工程学院电磁兼容原理及应用,2 电磁兼容的基本概念,1 电磁兼容的定义中包含着两层意义： 一是设备要有一定的抗电磁干扰能力，使其在电磁环境中能正常工作； 二是设备工作中自身产生的电磁骚扰应抑制在一定水平下，不对该环境中的任何事物构成不能承
6、受的电磁骚扰。,电气与电子工程学院电磁兼容原理及应用,2 电磁兼容的基本概念,2 电磁兼容技术的发展： 国外发展水平 国内发展水平EMC是一门独立的学科，随着电磁能量利用的发展，它的研究将有利于预测并控制变化着的地球和天体周围的电磁环境、为了协调环境所采取控制方法、各项电气规程的制定以及电磁环境的协调和电磁能量的合理应用等。,电气与电子工程学院电磁兼容原理及应用,3 基本术语,1 噪声和干扰 2 电磁干扰三要素 3 电磁发射 4 电磁骚扰 5 电磁干扰 6 电磁噪声 7 电磁脉冲 8 静电放电 9 电磁辐射,10 带宽 11 宽带发射 12 窄带发射 13 串扰 14 共模 15 差模 16
7、敏感性 17 骚扰限值 18 信噪比 19 耦合路径,电气与电子工程学院电磁兼容原理及应用,3 基本术语,20 滤波 21 屏蔽 22 电磁屏蔽 23 屏蔽效率 24 搭接 25 接地 26 吸收损耗 27 反射损耗 28 线路阻抗稳定网络 29 传输阻抗,其它,电气与电子工程学院电磁兼容原理及应用,4 电磁噪声和干扰的常用描述方式,1 噪声频谱和功率 2 噪声温度 3 信噪比S/N 4 噪声系数NF 5 电磁干扰发送量和电磁干扰敏感度,电气与电子工程学院电磁兼容原理及应用,5 电磁兼容研究的主要内容,(1) 电磁环境评估 (2) 电磁兼容标准研究 (3) 电磁干扰的研究 干扰源的探讨 电磁干扰耦合路径分析 抗扰性评价 (4) 电磁干扰测试的研究 电磁兼容设计方法和控制技术研究 (6) 其它 电能质量 电磁干扰诊断 电磁场生态影响,电气与电子工程学院电磁兼容原理及应用,5 电磁兼容研究的主要内容,电磁干扰诊断复杂电磁环境,
