電磁兼容試驗報告4講解

1、電磁兼容實驗報告學(xué)院：信息科學(xué)與工程學(xué)院班級：姓名：學(xué)號：實驗三 電感耦合對電路性能的影響 電力系統(tǒng)中，在電網(wǎng)容量增大、 輸電電壓增高的同時， 以計算機和微處理器 為基礎(chǔ)的繼電保護、電網(wǎng)控制、通信設(shè)備得到廣泛采用。因此，電力系統(tǒng)電磁兼 容問題也變得十分突出。例如，集繼電保護、通信、 SCADA功能于一體的變電站 綜合自動化設(shè)備， 通常安裝在變電站高壓設(shè)備的附近， 該設(shè)備能正常工作的先決 條件就是它能夠承受變電站中在正常操作或事故情況下產(chǎn)生的極強的電磁干擾。此外，由于現(xiàn)代的高壓開關(guān)常常與電子控制和保護設(shè)備集成于一體，因此， 對這種強電與弱電設(shè)備組合的設(shè)備不僅需要進行高電壓、 大電流的試驗， 同時

2、還 要通過電磁兼容的試驗。 GIS 的隔離開關(guān)操作時，可以產(chǎn)生頻率高達數(shù)兆赫的快 速暫態(tài)電壓。 這種快速暫態(tài)過電壓不僅會危及變壓器等設(shè)備的絕緣， 而且會通過 接地網(wǎng)向外傳播， 干擾變電站繼電保護、 控制設(shè)備的正常工作。 隨著電力系統(tǒng)自 動化水平的提高，電磁兼容技術(shù)的重要性日益顯現(xiàn)出來。一、實驗?zāi)康耐ㄟ^運用 Multisim 仿真軟件，了解此軟件使用方法，熟悉電路中因電感耦 合造成的電磁兼容性能影響。二、實驗環(huán)境： Multisim 仿真軟件三、實驗原理：1. 耦合（1）耦合元件：除二端元件外，電路中還有一種元件，它們有不止一條支路， 其中一條支路的帶壓或電流與另一條支路的電壓或電流相關(guān)聯(lián)， 該

3、類元件稱為偶 合元件。（2）磁耦合：如果兩個線圈的磁場村相互作用，就稱這兩個線圈具有磁耦合。（3）耦合線圈：具有磁耦合的兩個或兩個以上的線圈，稱為耦合線圈。（4）耦合電感：如果假定各線圈的位置是固定的，并且忽略線圈本身所具有的 電阻和匝間分布電容，得到的耦合線圈的理想模型就稱為耦合電感。自感磁鏈：11=N1 1122 =N2 22互感磁鏈：21=N2 2112=N1 122.伏安關(guān)系耦合線圈中的總磁鏈：11=11 12 =1 i1 M i2圖 10-1 耦合電感圖 10-2 同名端根據(jù)法拉第電磁感定律及楞次定律：電路變化將在線圈的兩端產(chǎn)生自感， 電壓 UL1， UL2和互感電壓 UM21 ，U

4、M12d 11di 1于是有： U L1 dt L1 dtU L 2 d dt 22 L 2 ddit2 L 2 dt 2 dtUM21 d 21 M di1 dt dtUM12 d d1t2dtM di2dt2= 2221=L2 i2 M i1即：兩線圈的總電壓 U1和 U2 應(yīng)是自感電壓和互感電壓的代數(shù)和di1 di2U1 UL1 UM12 L1 ddit1 M ddit2U2 UL2 UM21L2 di2 M di12 dt dt仿真圖：圖中，信號源選擇 sources中的 AC power，互感線圈選擇 Basic Virtual 中的 TSVirtual 元件1、a 斷開 T1的二次

5、側(cè)，觀察 R1 端電壓波形b 連接 T1 的二次側(cè)，觀察 T1 一、二次側(cè)電阻端電壓波形2、a 將電路 T1 的二次側(cè)換成一低頻信號源， 頻率設(shè)置為 10Hz、50Hz 、100Hz，分別記錄 T1 一、二次側(cè)電壓波形10HZ:50HZ:100HZ:b 將電路 T1 的二次側(cè)換成一高頻信號源，頻率設(shè)置為 1Khz、5KHz ，并分別 記錄其波形1KHZ:5KHZ:3、定性的分析改變參數(shù)前后波形變化，從電磁兼容角度理解電路性能改變的原 因。當(dāng)二次側(cè)不接信號源，只接電阻形成通路時，對一次側(cè)正弦波的影響不太明 顯。但當(dāng)二次側(cè)加入信號源，明顯對一次側(cè)和二次側(cè)的波形造成影響；基于實驗結(jié)果的比較，可以了解

6、電路設(shè)計中電磁兼容方面的影響，加深我們對電路性能的影響分析。實驗四 電容耦合對電路性能的影響一、實驗?zāi)康模?. 研究旁路電容對電路性能的影響2. 研究耦合電容對電路性能的影響。二、實驗儀器：Multisim 仿真軟件三、實驗原理：在通常電路仿真中， 線路間影響理想為沒有， 但實際應(yīng)用中， 如制作 PCB 板中，線路間會產(chǎn)生部分電容，即兩線路因空間距離的影響而在線 路間產(chǎn)生的空間電容， 若在設(shè)計中不考慮此電容影響， 實際運用中， 我們 的電路板性能將遭受很大的影響， 甚至不能正常工作。 這種影響我們稱為 電磁兼容性影響就會產(chǎn)生部分電容， 實驗中我們用具體的電容模擬 PCB 板中的部分電容， 來觀

7、察它對理論輸出的影響。電路圖 1電路圖四、實驗內(nèi)容：1、改變 C1、C2、C3、C4 的大小，觀察波形輸出并記錄C1=0.03uf:C1=300uf:C2=5uf:C2=500uf:C3=0.03uf:C3=300uf:C4=0.03uf:C4=300uf:2、改變 V1 的頻率，觀察輸出波形并記錄，頻率設(shè)置 1hz、 50hz、500hz、 1khzV1=1hz:V1=50hz:V1=500hz:V1=1000hz:3、保持 V1 不變，將 V2 接入電路，改變 V2 的頻率，觀察輸出波形并記錄，頻率設(shè)置同上V2=1hz:V2=50hz:V2=500hz:V2=1000hz:4、查閱相關(guān)資料，總結(jié)改善電路電磁兼容性的方法。PCB 電磁兼容設(shè)計不僅是使電路板上各部分單元電路之間、 同一