电磁兼容原理技术及应用梁振光第6章节瞬态骚扰抑制.ppt

尚辅网 / 6.1 电网中的传导骚扰 第6章 瞬态骚扰抑制 电网和电路中经常出现一些瞬态骚扰，如开关操作、雷击浪涌、静电放电等，采用时域方法描述比较方便。 电网中存在各种传导骚扰，主要有电源中断、频率偏移、电压跌落、浪涌，电压噪声、谐波、瞬变等。 对于这些骚扰，依严重程度可采取不同的方法加以抑制，且大体可利用专用供电线路、不间断电源、稳压电源、隔离变压器、电源滤波器、瞬态骚扰抑制电路等。 IBM公司在1974年对计算机故障的一项研究表明，在电源干扰的统计分析中，振荡瞬变占49%，脉冲干扰占39.5%，这两项是电源干扰的主要原因，其他的还有电压跌落占11.5%，电源中断占0.5%。 电网中的开关操作、负载切换及各种故障都会使电网发生瞬变过程，产生各种瞬变电压， 对于持续时间大于8.4ms的瞬变电压，人们通常将其称为浪涌 6.2 开关操作骚扰及其抑制 6.2.1 开关断开过程中瞬态骚扰的形成 开关的触点在断开和闭合过程中会产生电弧，在电路和空间中产生电磁骚扰，并对接到同一电网中或附近的其他设备产生干扰。 开关断开瞬间，负载电感中的电流不能突变，电感中储存的磁场能量转化为电能对分布电容进行充电，并以电场能量的形式储存到电容中。 负载两端的电压峰值达到，然后，电容又在回路中放电，产生反向电流，电场能量转化为磁场能量。这样，电路中的电磁能量会不断地进行充电、放电，产生振荡，由于负载电阻的能量消耗，这一振荡过程是衰减振荡。 电压峰值 振荡频率 开关触点刚打开瞬间，触点距离很近，较低的电压就能击穿触点间的空气，形成电弧，分布电容储存的电荷会迅速释放；电弧结束后，负载电感恢复对电容充电，当电压达到击穿电压时又产生电弧，如此反复，形成一组脉冲波。 随着开关打开，触点间距不断增大，所需的击穿电压不断增高，直至无法击穿。 在这一系列充电、放电过程中，放电电流具有很高频率的频谱分量，向周围产生严重的辐射发射；瞬态电压作用于与该设备使用同一电源的其他用电设备产生传导干扰。 6.2.2开关操作瞬态骚扰的抑制 可在感性负载两端或开关触点两端采取抑制措施，也可以两种方法同时采用，具体措施应根据实际情况而定。 1．对感性负载的处理 在负载两端采取措施 给感性负载提供续流通路，减小感性负载对电容的充电作用，降低负载两端电压，并消耗电路中的能量，使这一瞬态过程迅速衰减。 (1)在负载两端反向并联二极管 瞬变电压最低，但线路中电流衰减很慢。 (2)反向并联二极管并串入电阻 电流衰减加快了，但瞬变电压增大。串联电阻值要适中。 (3)在负载两端并联电容 瞬变电压幅度大降低，串联电阻是为消耗功率，使振荡很快衰减。 (4)在负载两端并联电阻 简单，但正常工作时有附加能量损耗。 (5)并联一对反向串联的稳压管 稳压管钳位限制负载电压继续升高，稳压管消耗功率，缩短了瞬变过程。 (6)在负载两端并联压敏电阻 压敏电阻承受高瞬变电压时，等效电阻变小，为负载电流提供续流通路。 上述方法中，(1)和(2)只能用于直流电路，(3)~(6)既可用于直流电路，也可用于交流电路。 2．对开关触点的处理 给开关提供一个分流通路，抑制开关的触点电压，从而避免形成电弧。 (1)在触点两端并联阻容支路 开关断开时，由于电容的作用，限制了触点电压的上升速度和最大值；当开关闭合时，电容经开关放电，由于电阻的作用，限制了放电电流。电容应大于一定值，电阻取值要折衷考虑。 (2)在阻容支路的电阻上并联二极管 开关断开瞬间，负载电流经二极管对电容充电；当开关闭合时，电容储能经电阻对开关放电。 (3)在触点两端并联稳压管 稳压管的钳位作用限制触点电压的进一步增大。 上述方法中，(1)既可用于直流电路，也可用于交流电路，(2)和(3)则只能用于直流电路。 6.3 机电装置的电磁骚扰及抑制 1．电磁骚扰产生的原因 电动工具、家用电器等产品，使用直流电动机、交流动电机、电磁阀等机电装置将电能转化为机械运动，这些装置会产生电磁骚扰。 有刷电动机产生的电磁骚扰是主要由于电动机换向时产生的电弧而形成的。 无刷电动机、电磁阀等的绕组与其金属外壳之间有较大的寄生电容，如果装置外壳接地，可以提供了一个很好的共模电流通路，在高频/瞬态电压作用下会产生共模骚扰。 2．电磁骚扰的抑制 (1)从有刷电动机产生电弧的原因入手 选用优质炭刷，使炭刷与换向片之间保持可靠接触、开合正常，使换向器表面光洁，保持炭刷对换向器的适当压力，且压力均匀，使电动机的机座可靠固定以减小运转时的振动。还可以在电机的换向片间并联电容