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1、电力电子装置的电磁兼容问题摘要：电力电子技术是采用电力电子装置对电能进行变换和控制的技术，随着电力电子装置在电力变换中的广泛应用，电力电子装置的高频化和大容量化所产生的难以抑制的宽带电磁干扰对电网和环境造成的电磁污染越来越受到重视。电力电子装置的电磁兼容问题的解决不仅关系到装置本身的正常运行，还关系到其他电力设备的正常运行。本文主要概括了电力电子装置中EMI和EMC的特点，并分析了研究电力电子装置EMC问题的方法和方向。关键词：电磁兼容性电力电子装置电磁干扰EMS1．引言电磁兼容性（EMC）是指设备或系统在其电磁环境中符合要求运行并不对其环境中的任何设备产生无法忍受的
2、电磁干扰的能力。因此，EMC包括两个方面的要求：一方面是指设备在正常运行过程中对所在环境产生的电磁干扰不能超过一定的限值；另一方面是指器具对所在环境中存在的电磁干扰具有一定程度的抗扰度，即电磁敏感性。EMC包括EMI（电磁干扰）及EMS（电磁耐受性）两部份，所谓EMI电磁干扰，乃为机器本身在执行应有功能的过程中所产生不利于其它系统的电磁噪声；而EMS乃指机器在执行应有功能的过程中不受周围电磁环境影响的能力。电磁能在为人类创造巨大财富的同时，也带来一定的危害，被称为电磁污染，研究电磁污染是环境保护中的重要分支。以往人们把无线电通讯装置受到的干扰，称为电磁干扰，表明装置受
3、到外部干扰侵入的危害，其实它本身也对外部其他装置造成危害，即成为干扰源。因此必须同时研究装置的干扰和被干扰，对装置内部的组织和装置之间要注意其相容性。随着科学技术的发展，日益广泛采用的微电子技术和电气化的逐步实现，形成了复杂的电磁环境。不断研究和解决电磁环境中设备之间以及系统间相互关系的问题，促进了电磁兼容技术的迅速发展。2．电力电子装置中的EMC问题特点现代电力电子技术的发展方向,是从以低频技术处理问题为主的传统电力电子学,向以高频技术处理问题为主的现代电力电子学方向转变。电力电子技术起始于50年代末60年代初的硅整流器件,其发展先后经历了整流器时代、逆变器时代和变
4、频器时代,并促进了电力电子技术在许多新领域的应用。由于电力电子变频技术的迅速发展,使得交流电机的调速性能可与直流电机相媲美,交流调速技术大量应用并占据主导地位。在未来的磁悬浮列车中,电力电子技术更是一项关键技术。除牵引电机传动外,车辆中的各种辅助电源也都离不开电力电子技术。另外,电力系统在通向现代化的进程中,电力电子技术是关键技术之一。总之，电力电子技术的应用范围已经十分广泛。但是，随着电力电子装置的广泛应用和发展，必然导致它们在周围环境中产生的电磁场电平的不断增加，也就是说，电力1设备不可避免的在电磁环境中工作。因此，必须解决电子设备在电磁环境中的适应能力，解决电力
5、电子装备中的电磁兼容问题。2.1电力电子装置中的EMI问题1.EMI产生原因电力电子装置的电磁干扰行为与其他电子设备比如通信系统的电磁干扰行为没有本质上的区别。电磁干扰的产生需要具备三个条件：第一是干扰源；第二是干扰耦合途径；第三是干扰敏感设备。三者构成了电磁干扰的三个基本要素。电力电子装置的电磁干扰产生原因有：（1）电子设备设计的原因电子仪器向着“轻、薄、短、小”和多功能、高性能及成本低方向发展。塑料机箱、塑料部件或面板广泛地应用于电子仪器上,于是外界电磁波很容易穿透外壳或面板,对仪器的正常工作产生有害的干扰,而仪器所产生的电磁波,也非常容易辐射到周围空间,影响其它
6、电子仪器的正常工作。为了使这种电子仪器能满足电磁兼容性要求。（2）二极管的反向恢复时间引起的干扰高频整流回路中的整流二极管正向导通时有较大的正向电流流过,在其受反偏电压而转向截止时,由于PN结中有较多的载流子积累,因而在载流子消失之前的一段时间里,电流会反向流动,致使载流子消失的反向恢复电流急剧减少而发生很大的电流变化(di/dt)。开关管在导通时流过较大的脉冲电流。例如正激型、推挽型和桥式变换器的输入电流波形在阻性负载时近似为矩形波,其中含有丰富的高次谐波分量。当采用零电流、零电压开关时,这种谐波干扰将会很小。另外,功率开关管在截止期间,高频变压器绕组漏感引起的电流
7、突变,也会产生尖峰干扰。（3）交流输入回路产生的干扰工频变压器的开关电源输入端整流管在反向恢复期间会引起高频衰减振荡产生干扰。开关电源产生的尖峰干扰和谐波干扰能量,通过开关电源的输入输出线传播出去而形成的干扰称之为传导干扰;而谐波和寄生振荡的能量,通过输入输出线传播时,都会在空间产生电场和磁场。这种通过电磁辐射产生的干扰称为辐射干扰。2.电力电子装置中的EMI特点EMI方面，虽然电力电子装置的开关频率远低于通信系统的信号频率，但是它的工作电压、工作电流和处理的功率都更高。电力电子装置的主功率开关器件在开关过程中产生非常高的电流和电压变化率，即非常高的
