复杂机电装备电磁干扰(EMI)现场测试技术研究

摘要

随着复杂机电装备中电子电气器件的集成度越来越高，电磁兼容(EMC)问题日益突出，已经成为制约我国大型机电装备出口的一个技术壁垒。为解决这一问题，EMC测试方面的研究越来越受重视。EMI标准测试需在规定场地进行，但由于开阔场(OATS)难以寻觅，电波暗室造价高昂、尺寸有限等因素，许多复杂装备无法进行标准测试，只能在制造或者安装现场进行评估。本文以复杂机电装备的EMI现场测试为研究对象，重点研究复杂机电装备现场测试方案与环境噪声剔除算法，并在工业现场进行测试验证。
　　本文首先对电磁兼容测试的分类及原理进行了简要介绍，总结了现场测试的研究现状，分析了复杂机电装备现场测试的特点及存在问题，提出了测试方案，根据现场测试的设备要求，构建了测试系统。
　　接着，分析了现场测试中环境噪声的来源及特点，找出传统差分法的不足，利用幅偏与频偏处理技术对环境噪声信号进行处理，再进行相应的差分计算与差值补偿，设计了整个算法，并将计算结果与标准暗室测试结果进行了对比验证，还与现有差分法的计算结果进行了对比。结果表明，该算法能有效剔除环境常驻窄带信号，计算结果比现有差分法更接近实际值。
　　然后，根据标准规范，并结合复杂机电装备现场测试特点，对现场测试中辐射骚扰测试与传导骚扰测试的各项参数进行了仔细推算，确定了合理的测试参数。
　　最后，利用构建的测试系统，在工业环境下，对两种有代表性的复杂机电装备进行了EMI测试，得出了相关测试结论，分析了存在的问题，并利用干扰源查找设备找到了干扰产生原因，提出了对应的整改措施，达到了预期的目的，为复杂机电产品的EMC设计提供了有益参考。

目录

声明

摘要

插图引索

附表引索

第1章 绪论

1．1 课题研究背景及意义

1．2 电磁兼容测试分类及要求

1．2．1 电磁兼容测试分类

1．2．2 电磁干扰测试要求

1．3 电磁干扰现场测试技术研究现状

1．3．1 虚拟暗室技术

1．3．2 差分法技术

1．3．3 其他环境噪声滤除技术

1．4 论文主要研究内容和结构

第2章 复杂机电装备EMI现场测试方案及系统构建

2．1 复杂机电装备EMI现场测试特点及存在问题

2．1．1 现场测试特点

2．1．2 现场测试存在的主要问题

2．2 复杂机电装备EMI现场测试方案

2．3 复杂机电装备EMI现场测试系统构建

2．3．1 复杂机电装备EMI现场测试设备

2．3．2 复杂机电装备EMI现场测试系统配置

2．4 本章小结

第3章 现场测试中常驻窄带信号剔除算法研究

3．1 噪声分析

3．1．1 噪声源及其频谱分布

3．1．2 系统内部噪声

3．1．3 环境干扰噪声

3．2 算法原理

3．2．1 幅值偏移与频率偏移修正

3．2．2 差分计算

3．2．3 差值补偿

3．3 计算流程

3．4 实验验证

3．4．1 剔除效果验证

3．4．2 与现有差分法对比

3．5 本章小结

第4章 复杂机电装备现场测试系统参数研究

4．1 辐射骚扰测试参数

4．1．1 天线相关参数

4．1．2 接收机参数

4．2 传导骚扰测试参数

4．2．1 LISN测试参数

4．2．2 电流钳测试参数

4．3 本章小结

第5章 复杂机电装备EMI现场测试及分析

5．1 现场环境噪声测试及分析

5．2 复杂机电装备EMI现场测试实验

5．2．1 整机辐射骚扰测试

5．2．2 整机传导骚扰测试

5．2．3 伺服系统辐射骚扰测试

5．2．4 伺服系统传导骚扰测试

5．3 测试结论

5．4 本章小结

第6章 EMI超标原因分析

6．1 线缆屏蔽与接地对传导骚扰的影响

6．2 基础滤波模块对传导骚扰的影响

6．3 调节型接口模块对传导骚扰的影响

6．4 本章小结

总结与展望

参考文献

致谢

攻读学位期间所发表的学术论文