轨道车辆EMIEMC仿真分析方法与工程实践.pdf

轨道车辆EMI/EMC仿真分析方法与工程实践 李宝龙 ANSYS中国SI/PI/EMI产品经理 轨道车辆EMI/EMC仿真分析方 法与工程实践 目录 • 轨道车辆电磁兼容仿真设计挑战 • ANSYS轨道车辆EMC仿真平台 • 仿真工程实践 • 小结 轨道车辆电磁兼容仿真设计挑战 部件级电磁辐射  直流永磁电机  受电弓对外电磁辐射 设备级电磁干扰  线缆与车体耦合 系统级电磁干扰  整车高压器件布局  屏蔽设计 部件级电磁辐射 高压部件是重要的电磁辐射源  直流永磁电机  IGBT  受电弓对外电磁辐射 高压部件工作模式不同引起的电磁干扰不同  直流电场，磁场  工频（50Hz ）涡流电场，磁场  瞬态电场，磁场 Maxwell3D用于部件级电磁干扰分析 设备级电磁干扰 线束建模和寄生参数提取  线束选型  线束排布和信号分配 线束布线后结合端子设备的仿真  线间耦合和干扰  线束屏蔽选择  系统噪声分析 Q3D和Simplorer用于设备级电磁干扰分析  Q3D 线束仿真  Simplorer系统仿真 系统级电磁分析 整车高压器件布局 车体的屏蔽效能分析  感应辐射  传播辐射 整车集成电磁辐射分析 Maxwell和HFSS用于车体的屏蔽效能分析  Maxwell感应辐射分析  HFSS用于传播辐射分析  HFSS集成分析用于系统电磁辐射分析 ANSYS 电磁兼容仿真工具 Q3D Maxwell 3D •三维线束线缆寄生参数仿真工具 •关键部件电磁感应场分析 ANSYS Simplorer HFSS •机车设备虚拟仿真工具 •整车电磁场仿真工具 ANSYS轨道车辆电磁兼容仿真平台 部件级 设备级 系统级 CableWizard Simplorer ANSYS Workbench 线缆线束自动建模 Q3D • 设备级EMC仿真 • 电磁场、热、结构的多物理场仿真 线缆串扰与辐射仿真 • DesignerXplorer 工程设计探索 Maxwell HFSS 第三方 CAD模型 IGBT 受电弓 车体低频屏蔽效能 车体高频屏蔽效能 车内设备与线缆布局 ANSYS轨道车辆电磁兼容仿真平台特点 把握电磁兼容关键因素具有很强实用性 •从导致电磁干扰和辐射的关键路径——互联线束耦合及壳体屏——入手，分析电磁干扰和辐射对于设备 和系统的影响 可降阶的电磁仿真环境，工程可操作性好 •全理想概念模型阶段进行一维模型电磁仿真；部分关键部件取代理想模型后实现二维模型电磁仿真；或 者进行设备和系统全三维模型的电磁仿真 与现有设计仿真环境流畅的接口 •直接导入Catia，Pro/E等车辆结构