電磁兼容原理及應用PDF版電子書免費下載

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上傳日期: 2019-03-12

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  隨著電氣、電子技術的迅速發展,電磁環境日趨復雜,電磁干擾和電磁兼容問題日漸突出。電磁兼容應用范圍涉及所有用電領域,現代工業和生活中幾乎所有的用電設備都需要解決電磁兼容性問題,以保證人身安全和設備的安全工作。

  電磁兼容學科是一門綜合性交叉學科,實用性很強。本書注重從實際出發,結合強電類工程實際的特點,介紹了電磁兼容的基本知識,包括電磁干擾的產生和電磁兼容性的實現技術,以及一些常見的電磁干擾問題及其解決方法。本書第 1 章介紹了電磁兼容的基本概念和電磁干擾源及危害。第 2 章介紹了傳導和輻射兩類干擾的產生機理。第 3 章至第 5 章介紹了接地、屏蔽和濾波等三種主要的電磁兼容性技術。第 6 章介紹了電磁干擾的發射和敏感性測量技術。第 7 至第 9 章結合實際,具體介紹了靜電防護、電子系統的電磁兼容設計和浪涌抑制技術。第 10 章介紹了與電力系統相關的一些典型的電磁兼容問題。

  隨著科學技術的不斷發展,各種電氣和電子設備已廣泛應用于國民經濟的各個部門以及人們的日常生活中。電氣和電子設備在正常運行的同時,也往外發射有用或無用的電磁能量,這些能量會影響其它設備的正常工作,這就是電磁干擾(Electromagnetic Interference,EMI)。

  嚴格地說,只要把兩個以上的電氣元件置于同一環境中,工作時就會產生電磁干擾。在兩個系統之間會出現系統間的干擾,如真空吸塵器或其它帶直流電機的家用電器打開時,在電視機屏幕上會有“線條”出現。在系統內部各設備之間會出現干擾,如汽車內自動點火系統對車內收音機的干擾,雷達發射機對雷達接收機的干擾等。在同一電子設備的各部分電路間也會存在相互間的干擾,如數字電路對共用同一電源的低電平模擬電路的干擾。

  人為的或自然界的電磁干擾源(如雷電)有可能使系統或設備的工作信號產生失真。當工作信號很弱時,就會嚴重影響信號的準確傳遞,如電氣設備絕緣內部的局部放電信號,由于信號非常微弱(電流為微安量級),常常因受到無線電、其它運行的高壓設備等的影響而難以實現準確測量。當電磁干擾能量較大時,會使系統或設備的性能發生有限度的降級,甚至可能使系統或設備失靈,干擾嚴重時會使系統或設備發生故障或事故。如在一個民用機場的綜合辦公樓里,安裝了一臺大型計算機系統。這個系統會隨時丟失或存儲錯誤數據,后來發現問題是由于當機場監視雷達輻射到這個綜合辦公樓時,系統被同步了。隨著電子器件的集成化程度提高和工作電壓的降低,干擾問題顯著增加。數字信號處理技術和計算機技術的迅速發展,使數字信號開關量的轉換速度大為提高,加劇了電磁干擾的噪聲源強度和密度。當大量的電子設備集中在狹小的空間時 ,相互間的電磁干擾會非常嚴重,如在飛機或艦艇上,一般要裝備許多種雷達,當所有雷達同時工作時,一部雷達可能遭受其它雷達的干擾。

  客觀事實使人們認識到電磁干擾的危害。1933 年,國際電工技術委員會(IEC)建議成立國際無線電干擾特別委員會(CISPR)來處理不斷出現的 EMI 問題。為保障人類生命安全和電子設備的正常運行,減輕和消滅電磁污染,自 1983 年以來,我國已經陸續發布了近百項有關電磁兼容設計要求和測試方法等的國家標準和國家軍用標準。自 2000 年以來,我國推行了強制執行的電氣和電子產品電磁兼容認證制度。

  為了保障電子系統或設備的正常工作,必須研究電磁干擾,分析、預測干擾,限制干擾強度,研究抑制干擾的有效技術手段,提高抗干擾能力,并進行合理的設計等,以使共同環境中的系統和設備能執行各自的正常功能。這種對電磁干擾進行分析、設計和驗證測試的學科領域就是電磁兼容(ElectromagneTIc CompaTIbility,EMC)。

  電磁兼容性學科包含的內容十分廣泛,實用性很強。幾乎所有的現代工業包括電力、通信、交通、航天、軍工、計算機、醫療衛生等都必須解決電磁兼容性問題。電磁兼容性學科涉及的理論基礎包括數學、電磁場理論、天線與傳播理論、電路理論、信號分析、通信理論、材料科學、生物醫學等等,所以說電磁兼容性學科是一門尖端的綜合性學科。實際上電磁兼容性學科的研究對象并不僅限于電氣電子設備,而且涉及到自然干擾源、核電磁脈沖、靜電放電、電磁輻射對人體的生態效應,信息處理設備電磁泄漏產生的失密,檢測地震前的電磁輻射進行震前預報等等問題。所以有些學者把電磁兼容性學科也稱為環境電磁學。

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