[发明专利]一种电驱系统线缆参数对系统电磁干扰的影响分析方法

说明书

本发明公开了一种电驱系统线缆参数对系统电磁干扰的影响分析方法，具体涉及线缆参数对系统电磁干扰的影响分析技术领域，具体分析步骤如下：S1、对电驱动系统电磁干扰建模；S2、建立系统辐射EMI预测模型；S3、对系统基于场线路进行多耦合仿真；S4、分析动力线缆参数对电磁干扰的影响；S5、分析布线参数对信号线串扰的影响。本发明通过场线路混合仿真方法分析了线缆参数对系统电磁干扰的影响，提出的场线路协同仿真计算方法，电流分布在三维全波分析中替代了复杂的电缆线束模型，避免了对实际电缆线束的网格划分，大大减少整个三维仿真的网格数目，降低了内存需求，提高了仿真效率。

技术领域

本发明涉及线缆参数对系统电磁干扰的影响分析技术领域，更具体地说，本发明涉及一种电驱系统线缆参数对系统电磁干扰的影响分析方法。

背景技术

机电设备往往包含各类复杂的线缆网络和集成电路，采用单一的场、线或路的分析方法通常无法解决系统电磁干扰问题，需建立有效的场-线-路协同仿真方法，才能更好的满足系统电磁兼容分析需求。差分/积分的场-线-路混合仿真分析，根据差分或积分方程得到电磁场的分布，利用线缆求解器建立线缆等效电路并导入场计算结果，通过端口网络使线缆与电路进行连接，最后通过电路求解器进行电路分析。

最近，美国华裔著名学者金建铭教授采用严格的时域有限差分法(FDTD)方法实现了飞机通信系统场、线缆和电路之间的混合仿真，使用混合FDTD方法计算通信系统外壳内、外区域的场分布，然后利用场线耦合模型得到线上耦合感应出的浪涌信号，最后基于改进的节点法或状态方程法，分析含有线缆网络的系统电磁脉冲响应。Shinsuke Yuda等利用时域传输线矩阵法计算了闪电电磁脉冲激励下传输线上耦合干扰电压的大小，并利用实验和时域有限差分方法对计算结果进行了验证。Yakup Bayram等提出了计算复杂屏蔽结构附近线束上电磁干扰的场-路混合方法，利用矩量法分析了屏蔽结构附近的电磁场，使用集成电路仿真软件对线束等效电路模型进行电磁耦合求解，并成功地应用于汽车线束电磁干扰分析。上海交通大学刘其凤拓展了混合FDTD方法，提出了新型的统一亚网格算法，结合改进节点法和传输线FDTD算法，实现了线缆网络、系统金属结构及内部子系统的一体化综合分析，为电磁脉冲作用下通信系统EMC分析提供了一种高效的场-线-路混合仿真方法。

此外，国防科学技术大学王为提出基于高阶FDTD与改进节点电压法以及基于精细分裂时间步技术的一维CN-FDTD方法的混合方法，并结合电路分析方法，实现了复杂线缆网络的场-线-路时域混合方法，开发了相应的仿真软件，并成功应用于某武器平台的EMC预测分析。西安电子科技大学杨福荣在研究屏蔽机箱内电子系统连接件针脚耦合电流时，提出了基于PEEC的电路等效建模方法，简化了建模复杂度，提高了仿真计算精度。

综上所得，场-线-路混合仿真方法具有简化建模难度，提高计算效率，节省计算资源等优势，为实际机电设备EMC问题提供了有效分析方法。

发明内容

为了克服现有技术的上述缺陷，本发明的实施例提供一种电驱系统线缆参数对系统电磁干扰的影响分析方法，通过场线路混合仿真方法分析了线缆参数对系统电磁干扰的影响，将线束简化建模技术应用于预测模型的建立，分析了三相线缆截面结构参数和布线参数分别对辐射电磁干扰和信号线串扰的影响，本发明提出的场线路协同仿真计算方法，电流分布在三维全波分析中替代了复杂的电缆线束模型，避免了对实际电缆线束的网格划分，大大减少整个三维仿真的网格数目，降低了内存需求，提高了仿真效率。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种电驱系统线缆参数对系统电磁干扰的影响分析方法，具体分析步骤如下：

S1、系统由电机、驱动控制器、三相动力线缆、正负极直流母线及信号线等组成，对电驱动系统电磁干扰建模，建模步骤如下：

S1.1、在CST MWS工作室中建立驱动控制器正负极直流母线布局；

S1.2、在CST MWS工作室中建立电机与驱动控制器间三相动力线缆布局；