基于容性耦合的钢轨压力传感器电磁干扰分析

目前随着弱电装置在铁路通信、传感测量等方面的普及,电磁干扰问题越来越引起人们的重视,但是关于电磁干扰机理的耦合分析等方面的工作开展较少。本文针对一则典型的钢轨压力传感器电磁干扰问题,从干扰源排查入手,建立了电源线与信号线的容性耦合物理模型,提取线缆间分布电容参数,定量分析了耦合电场大小;同时找出干扰源,确定为电源线容性耦合导致的串扰电压干扰,给出了相应抑制干扰的措施,该分析与实测相符合。研究结果表明,接地装置对电源线地线的电磁干扰影响很大,从而进一步影响了信号线的信号电压。当接地电阻的埋入深度从0.1 m增加到0.6 m时,电源线的干扰电压得到了抑制;信号线的连接端头是容易耦合到外界电磁干扰的薄弱环节,是改善屏蔽效能的关键点。本文所提出的关于容性耦合的机理分析、计算方法、以及传感器信号的电磁干扰抑制措施,能够为今后电气设备的电磁干扰分析抑制提供普遍的借鉴意义。

考虑电磁干扰的差动式电容力矩传感器动态校准方法

在差动式电容力矩传感器校准过程中,受设备电磁干扰的影响,造成校准结果存在较大偏差。为解决这一问题,在考虑电磁干扰的前提下,提出差动式电容力矩传感器动态校准方法。在差动式电容力矩传感器存在电磁干扰的情况下,采用小波变换方法抑制传感器中的电磁干扰。通过差动式电容力矩传感器的组成结构构建参数化数学模型,获取动态激励和结构响应两者之间的频域传递关系,利用最小二乘法分析传递函数的频域几何关系式,对传感器展开动态解耦和动态补偿。通过冲击剪断装置形成的力矩信号对传感器动态标定,利用检测电路测量阶跃信号对标定结果校准,完成差动式电容力矩传感器动态校准。实验测试结果表明,所提方法可以获取满意的动态校准结果。

汽车组合仪表有意电磁干扰空时域联合分离系统设计

有意电磁波与汽车仪器电磁传输波产生的混合干扰,降低了汽车组合仪表的稳定运行能力,造成仪表设备失灵;为避免上述情况的发生,设计汽车组合仪表有意电磁干扰空时域联合分离系统;在步进电机驱动电路中,设置汽车组合仪表控制器、分离电源与PCB电路板、有意电磁干扰数字传感器;分配有意电磁波空时域源地址,通过计算干扰信号平坦度的方式,确定脉冲参数的取值范围,实现汽车组合仪表有意电磁的空时域干扰效应分析;估算有意电磁波干扰信号的数目,按照信号分解的处理原则,求解联合分离修正函数,实现电磁干扰的联合分离;在设置频率范围在100 MHz~1 GHz之间、幅度范围为0.5~5 V、脉冲宽度范围为10~100 ns区间后,通过实验结果表明,设计系统应用后可以在混合信号中,按照空域、时域标准的不同分离有意电磁波,且分离后的信号波长、信号频率依然在1.0μm、300 Hz左右,不会因混合干扰降低汽车组合仪表的稳定运行能力。

核电厂电磁干扰防护措施的分析与研究

为防止核电厂重要厂房内控制系统或设备遭受电磁干扰影响而导致功能异常,产生误报警或误动作,对重要厂房内电仪设备的电磁兼容进行分析,对无线通信设备、焊机及切割机等强电磁辐射设备的使用限制做出具体规定,以保障机组安全运行。

数字式交流恒流源传导电磁干扰抑制方法

数字式交流恒流源中大量功率开关器件的使用产生了严重的传导电磁干扰(EMI)噪声,为了抑制交流恒流源传导EMI噪声,此处设计了一种基于耦合电感的EMI滤波器。该滤波器由耦合电感模块和差模电容等部分构成,利用耦合电感模块等效出的共模负电容抵消恒流源系统寄生电容,阻断噪声传导路径,抑制交流恒流源输入侧共模噪声,利用等效出的共模正电容与差模电感抑制恒流源输出侧噪声。实验结果表明,该EMI滤波器能显著抑制恒流源输入侧和输出侧的传导EMI噪声,且使用较少的元器件,有效减小了滤波器体积及成本。

短路电流对二次设备电磁干扰分析及抗干扰措施

目前智能配电网的建设不断推进,加快了配电开关一二次设备相关技术的发展,也对长期处于复杂电磁环境下的二次设备提出了更高的要求。文中基于合成试验回路搭建了短路电流对配电开关二次设备电磁干扰试验平台,开展开断故障电流对相关干扰对成套设备的影响研究,分析干扰信号产生原因、频谱特性。针对干扰的特性设计一套抗干扰测量系统,利用ATP-EMTP模拟合成回路进行仿真分析并进行实际测试验证。结果表明:成套设备进行开断试验时,二次设备端口会受到较大的干扰。电流波形也会发生畸变,干扰电流的最高可到26 A,且干扰电流受电流互感器磁饱和和退饱和的影响,通过增加抗干扰措施,二次设备输出准确度与之相比提升约40%。本次的试验结果可为一二次融合成套设备中二次设备电磁兼容研究提供相关依据。

脉冲涡流检测中核电运行机组电磁干扰研究

脉冲涡流主要应用于壁厚的腐蚀检测工作,因其可在带保温的情况下进行检测工作而受到无损检测行业的关注。由于脉冲涡流对于在役运行的核电机组的检测,更容易受到电磁环境的干扰,研究从脉冲涡流检测信号的频谱分析入手,论证了核电在役机组低频电磁场干扰对检测信号的强干扰作用。研究在役机组空间电磁干扰的频谱识别,并通过实验验证了其对脉冲涡流时域检测信号的影响。根据研究结果,提出用检测信号与空间参考信号作差,来消除空间电磁干扰的差分检测模式,可较好地抑制在役机组的电磁干扰问题。在核电机组运行状态下,通过现场实验验证了探头差分模式下脉冲涡流在役检测效果。

多电飞机系统传导电磁干扰交互作用机理分析及建模

采用270 V直流配电的多电飞机系统中电力电子设备众多,单一设备的传导电磁干扰很容易影响其他设备。为了探究复杂工况下设备间的传导电磁干扰交互作用机理,以DC/DC变换器、DC/AC逆变器和电机及其驱动器三种典型设备为研究对象进行研究。首先,对典型设备依据功能划分不同的运行工况。然后,分别建立了各设备的高频等效模型,在此基础上建立系统的高频等效模型。根据不同运行工况,分别研究设备间的电磁干扰交互作用机理。研究发现,设备间的电磁干扰交互作用既体现在干扰源的增加,又体现在新传导路径的引入,新传导路径会造成新的谐振问题。最后,仿真和实验结果表明,基于设备间电磁干扰交互作用机理搭建的仿真模型对谐振尖峰幅值的预测结果与实验误差在5 dBμV以内,模型符合度很好,证明了机理分析和建模的正确性。

纤维增强环氧基电磁干扰屏蔽复合材料的研究现状

随着无线通讯的广泛普及和5G技术的飞速发展,电子产品给人类生产生活带来极大便利的同时,也带来了严重的电磁污染。因此,开发具有高效电磁干扰屏蔽性能的材料成为研究热点。纤维增强环氧基电磁干扰屏蔽复合材料是指将具有高电导率和高磁导率的纤维材料或功能填料分散在环氧树脂基体中制备的具有良好电磁屏蔽性能的复合材料,该材料具有强度高、密度小、可加工性好等优点,在通信、轨道交通和航空航天等领域具有广阔的应用前景。综述了具有优良电磁干扰屏蔽性能的纤维增强环氧基复合材料的研究及应用现状,并对其未来的发展前景进行了展望。

开放式超低场移动磁共振系统的电磁干扰抑制方法

为了发挥超低场磁共振成像可移动化的优势,传统的被动电磁屏蔽方法应该被主动电磁干扰抑制方法所替代。该文首先分析了电磁干扰传输路径并发现人体耦合为主要传输路径。针对性地设计了用以采集人体耦合电磁干扰的“戒指”型电磁干扰检测线圈,并配合平面及螺线管型线圈共同构成了电磁干扰参考通道。该文提出相关窗口概念:一定采集间隔内的参考电磁干扰信号仍有助于更加精确地估计某一时刻核磁通道电磁干扰信号。选定各通道K空间外围数据为校准数据,由核磁通道校准数据构建校准目标矩阵;由相关窗口内参考通道校准数据构建校准源矩阵。对上述两个矩阵进行小波分解后并通过最小二乘法求得各层转移系数。由参考电磁干扰信号在相关窗口内构建重构源矩阵,并由各层转移系数求得核磁通道电磁干扰拟合值。最后从受污染的核磁信号减去求得的拟合值,实现主动降噪。一维信号以及人体成像实验表明,该主动电磁干扰系统可大幅降低外界电磁干扰对图像质量的影响,使得磁共振扫描仪可在无屏蔽的开放环境中工作。

电子安全系统升压电路的传导电磁干扰建模方法

针对电子安全系统高压变换过程中产生的电磁传导干扰无法量化分析的问题,提出一种电子安全系统升压电路传导电磁干扰建模和量化分析的方法。该方法通过对电子安全系统升压电路关键器件高频等效建模构建了电子安全系统升压电路传导电磁干扰模型,开展了引信高压变换过程中传导干扰产生机理和传输路径的分析和量值仿真计算。试验和仿真结果表明,传导干扰模型能够真实反映升压过程中电路内部产生的电磁干扰特性,并可准确对传导干扰进行量化计算。

广州地铁22号线交流牵引供电系统电磁干扰问题分析

[目的]当地铁线路正常运行时,由于钢轨对地不能做到完全绝缘,采用交流牵引供电系统的地铁会对邻近金属油气管道产生交流干扰。因此,有必要研究地铁交流牵引供电系统对外部电磁干扰的问题。[方法]以广州某金属油气管道与广州地铁22号线并行段为例,建立地铁隧道与金属油气管道耦合模型,对金属油气管道进行电磁干扰仿真分析;计算了与隧道呈不同夹角的油气管道各段的电磁感应电压、地电位和涂层耐受电压,分析了电磁干扰的主要影响因素。[结果及结论]交流牵引供电制式下,管道涂层实际承受电压为涂层内部金属管道表面的电压和外部土壤中的地电位的差值,地铁隧道在金属管道表面产生的感应电压幅值是土壤地电位幅值的10倍以上,金属油气管道受到的电磁干扰以管道与地铁的电磁感应电压为主;金属油气管道及地铁隧道并行段是产生电磁干扰的主要区段;增加回流线可以极大地降低金属油气管道的电磁感应电压,回流线的位置与数量对减少电磁干扰效果有极大的影响。

无人机远程通信高密度集成电磁干扰抑制技术

在高密度集成电磁干扰环境中,为增强无人机远程通信的信息可靠性与有效性,文中研究无人机远程通信高密度集成电磁干扰抑制技术。估算无人机远程通信网络中高密度集成电磁干扰信号能量,并通过自适应波束形成实现电磁干扰抑制。在入射信号动态变化时,自适应调节权重系数,形成高密度集成电磁干扰信号抑制波束,并引入基于相位补偿的抗扰波束指向优化控制方法,来控制频率跳变对电磁干扰信号抗扰波束指向的负面影响,优化电磁干扰抑制效果。测试结果显示,使用此技术后,无人机远程通信网络的信息传输误比特率从0.1降为0.02,信息可靠性与有效性得到了提升。

燃料电池控制器的电磁干扰分析

为了研究燃料电池控制器(Fuel Cell Controller,FCU)的电磁干扰(Electromagnetic Interference,EMI)特性,采用差分进化算法建立等效辐射源,基于近场扫描方法测试FCU的磁场,通过对比等效辐射源产生的磁场和测试的磁场,获得各频点在X、Y、Z方向的平均误差均在3%左右;利用重构模型对印制电路板(Printed Circuit Board,PCB)上方半空间的远场辐射进行仿真模拟.结果表明,仿真电场与实测电场的平均误差在4.1 dB左右,在测量频带范围内整体趋势一致,验证了差分进化算法重构的等效辐射源具有较高的精度,该方法可以用来预测辐射源的影响.研究了重构等效辐射源对金属外壳的影响,仿真结果表明,PCB板的远场辐射降低了10 dB左右,金属外壳能有效减少FCU向外产生辐射.

电磁干扰多通道时域快速测量与信号计算方法

针对复杂电磁环境和复杂大型系统电磁干扰测量参数、测量点位及测量工况多的特点,采用传统扫频式频域测量方法具有代价高、耗时长等现实问题,提出了一种低频电磁干扰的多通道时域快速测量与信号计算方法,并研制出低频电磁干扰多通道时域快速测量系统,实验验证表明提出的测量、计算方法和研制出的测量系统可以准确得到复杂电磁环境和大型系统的低频电磁干扰特性,且测量速度快、成本低。

纳米纤维素/MXene多功能电磁干扰屏蔽复合材料的研究进展

电磁干扰(EMI)屏蔽材料在日益密集的电磁环境中显得尤为重要。纳米纤维素具有低密度、优异的力学性能、高度的结构稳定性和热稳定性等特点;MXene具有类金属的高电导率、大纵横比、高比表面积及优良的电化学特性等优点。因此,将纳米纤维素与MXene复合能够制备高性能EMI屏蔽复合材料。本文对不同维度纳米纤维素/MXene EMI屏蔽复合材料的制备方法进行综述,包括宏观复合纤维、薄膜和气凝胶复合材料,重点总结了纳米纤维素/MXene EMI屏蔽复合材料的多功能性应用,包括光热转化、储能和柔性传感等,并对其发展进行了展望。

基于电磁干扰对消EMI有源滤波模块设计

针对火控设备因开关电源电磁干扰所引起的辐射超标问题,基于差模与共模结合的混合抑制原理,运用电磁干扰对消技术,制作一款小型化的有源滤波模块。该模块尺寸为25.4 mm×25.4 mm×6.0 mm,满足低剖面及便于电路板集成的需求。经实测,其能够抑制10 kHz~10 MHz频段内电源干扰,满足GJB 151B相关电磁兼容要求。通过实测比较发现,与无源滤波相比,其具有体积小、成本低、滤波性能稳定等优点。

激光等离子体实验中脉冲强磁场设备产生的电磁干扰和屏蔽方法

脉冲强磁场在高功率激光与物质相互作用领域有着重要的作用。报导了用于激光等离子体实验的脉冲强磁场设备产生的电磁干扰的空间和频谱分布特征以及屏蔽方法的实验结果。发现电磁干扰来自于脉冲强磁场设备的放电主回路、充电和接地的次级回路。这些电磁干扰主要通过电容性耦合进入真空靶室、进而通过传导型耦合途径从靶室进入电子设备,或通过充电线和接地线进入电网或弱电电缆、最终进入电子设备,部分电磁辐射通过自由空间传输方式耦合进电缆和电子设备。通过断开传导型耦合路径和屏蔽自由空间电磁辐射等途径来消弱电磁干扰,对比实验发现这些措施对抑制电磁干扰有明显的效果。这些结果可以应用于强磁场调控激光等离子体的实验研究。

一种可降低开关电源电磁干扰的扩频时钟电路

介绍了一种基于0.18μm BCD工艺实现的可用于降低开关电源转换器电磁干扰(Electromagnetic inter⁃ference,EMI)的扩频时钟电路,电路中的双相张弛振荡器可在1.8~4.0 MHz工作,采用了一个三输入比较器配合时序电路实现了振荡器的正常启动。为避免传统三角波调制方法产生人耳可闻噪声、导致输出噪声较大等缺点,采用了伪随机调制方法,首先通过7位线性移位反馈寄存器生成伪随机码,再使用电流舵数模转换器将伪随机码转换为电流,最终伪随机变化的电流控制振荡器频率以伪随机的方式变化。本文提出的扩频时钟电路应用在一款降压DC-DC转换器芯片中并进行了流片,测试结果表明扩频后功率谱基波峰值幅度下降10 dB,二次谐波峰值幅度下降17 dB,功率谱中没有明显的调制频率分量,可有效降低DC-DC转换器的EMI。

交流牵引市域(郊)铁路车载信号设备电磁干扰防护研究

交流牵引的电磁环境极其复杂、运行条件非常严酷,由电磁干扰导致的车载信号故障频出,引发行车安全隐患。文章针对交流牵引列车的车载信号设备面临的电磁干扰问题进行了深入研究,建立了车载信号设备信号定位原理和电磁干扰源模型。通过分析电磁干扰导致车载信号失败的结果,并以某线交流牵引列车实际运行情况为例,从车载信号定位原理角度探讨了电磁干扰防护特性。最终,提出了一套切实可行的解决方案,旨在解决危害信号系统安全稳定运行的技术难题。