[实用新型]一种三相系统传导电磁兼容教学实验仪器

说明书

技术领域

本发明涉及一种三相系统传导电磁干扰噪声诊断与抑制的教学实验仪器，尤其是能通过分离传导共模噪声和差模噪声对传导电磁干扰进行诊断，并能通过电磁干扰噪声滤波器对相应模态噪声及总噪声进行抑制。

背景技术

目前，公知的传导电磁干扰噪声的诊断技术是指使用线性阻抗稳定网络、噪声分离器和噪声接收设备，对被测设备的总噪声、共模噪声和差模噪声进行测量，以确定各模态噪声含量的技术。传导噪声诊断是电磁干扰抑制技术，即电磁干扰滤波器设计的重要依据。

同时，最普遍的噪声抑制技术则是电磁干扰滤波器技术，该技术指根据各模态噪声含量，有针对性的设计共模噪声滤波器和差模噪声滤波器，并将滤波器插入线性阻抗稳定网络与被测设备之间，已达到抑制被测设备的传导电磁干扰噪声的目的。

共模噪声和差模噪声的定义如下：根据其产生机理不同，传导电磁干扰噪声可以分别定义为共模噪声和差模噪声，共模噪声同时存在于火线与地线、中线与地线之间，而差模噪声存在于火线与中线之间。由于火线电磁干扰噪声和中线电磁干扰噪声同时包含共模噪声和差模噪声，因此被称为总噪声。共模电压VCM、差模电压VDM与火线对地电压VL-G、中线对地电压VN-G的关系可以表示为：

V_CM＝(V_L-G+V_N-G)/2            (1)

V_DM＝V_L-G-V_N-G                (2)

上述内容参考文献1(Paul C R，Keith B.Hardin，Diagnosis and reduction ofconducted noise emission[J]，IEEE Trans EMC，1988，Vol.30(4)：553-560.)，文献2(赵阳，李世锦等，传导性EMI噪声的模态分离与噪声抑制问题探讨[J]，南京师范大学学报，2004，Vol.4(4)：1-4)

下面对传导电磁干扰噪声诊断与抑制技术中需要使用的主要设备进行说明：

1、线性阻抗稳定网络

线性阻抗稳定网络是标准规定的传导噪声测试仪器，其基本电路结构参加文献2，线性阻抗稳定网络主要有三个作用：

(1)将受试设备(EUT)产生的的骚扰信号尽量无损耗地传送到电磁骚扰测量接收设备；

(2)为受试设备供电，并将供电电源上的骚扰信号与测量接收机隔离开来；

(3)为了使测试结果具有可比性，在射频范围内向受试设备端子之间提供一规定阻抗。

线性阻抗稳定网络的使用方法是：将其连接于供电电源与被测设备之间，其中，该设备的输入端连接被测设备，输出端连接供电电源。另外，该设备有两个射频输出端，分别是火线对地电压输出端和中线对地电压输出端，当射频输出端连接到噪声接受设备后则可以分别显示被测设备的火线电磁干扰噪声和中线电磁干扰噪声，即总噪声。需要指出的是，根据标准测试要求，测量噪声时，线性阻抗稳定网络的两个射频输出端必须与输入阻抗为50欧姆的噪声接收设备或50欧姆的匹配阻抗相连接。

2、噪声分离器

噪声分离器的作用是将线性阻抗稳定网络射频输出的传导总噪声的分离为共模噪声和差模噪声。该设备是借助射频元器件，实现高频范围内(10KHz-30MHz)火线与中线电磁干扰噪声的矢量相加或相减，即根据公式(1)、(2)即可实现共模噪声和差模噪声的分离。

噪声分离器的使用方法是：将噪声分离器的两个输入端分别连接线性阻抗稳定网络的射频火线对地电压输出端和中线对地电压输出端，当噪声接收设备可以根据选择，连接噪声分离器的共模输出端或差模输出端。

3、电磁干扰滤波器

根据所抑制的噪声模态不同，电磁干扰滤波器分为共模滤波器和差模滤波器。共模滤波器的主要滤波元件包括：共模扼流圈、共模滤波电容。差模滤波器的主要滤波元件包括：差模电感、共模滤波电容。

4、噪声接收设备

公知的噪声接受设备是电磁干扰接受机或频谱仪，他们的功能相似，都是用于噪声显示。

上述4类仪器共同构成用于传导电磁干扰噪声诊断与抑制的实验系统。不考虑噪声接受设备，下面指出该实验系统应用于传导电磁兼容实验教学中时，存在以下五点不足：

第一，对于市场上的商用线性阻抗网络，生产厂商为了提高其稳定性，增加了保护电路和缓冲电路的设计，导致产品价格昂贵，如罗德施瓦茨公司生产的线性阻抗网络等等，这实际上增加了学校电磁兼容实验室的建设成本。