逆变器的电磁干扰及其干扰模型研究

摘要

本文主要内容就是关于逆变器电磁干扰的研究,以ANSYS为工作平台,首先探讨了电压型逆变电路的电磁场分析有限元模型的建模方法,根据各种常用电路元件的结构特点,用层段相结合的方法建立了电感、电容、电阻、二极管以及MOSFET等单个元件模型,并对所建立的模型进行理论验证；在对单个元件建模的基础上,对电压型逆变电路进行建模分析,对电路不同空间拓扑的电磁场分布情况及其近场特性进行了定量分析,证明了所建模型的有效性与合理性；其次对于其远场特性,系统的讨论了逆变电路中各辐射源的特点,重点分析了散热器引起的共模电流和高频电流回路引起的差模电流所形成的电磁干扰,讨论在不同形状、尺寸、安装方式各种情况下散热器和高频电流回路所产生的辐射效果；最后对于所建模型进行实验验证.由于目前对于电力电子线路产生的电磁辐射问题极少见有文献报道,本文研究成果具有一定的参考价值.

目录

文摘

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1.前言

1.1电磁兼容及电磁干扰的危害

1.2电力电子装置引入的电磁干扰

1.3电力电子装置电磁干扰问题的研究现状

1.3.1电力电子装置传导EMI研究现状

1.3.2电力电子装置辐射EMI研究现状

1.4选题依据与本文主要研究内容

2.电磁场的基本理论

2.1电磁场计算的基本方程

2.2电磁场中场域的划分

2.3电磁场的计算方法

2.4 ANSYS分析系统简介

2.4.1 ANSYS软件简介

2.4.2 ANSYS的操作方式

2.4.3用ANSYS软件进行高频电磁场分析的主要步骤

2.5 ANSYS软件在本课题研究中需要解决的问题

2.6本章小结

3逆变器电路近场分析

3.1参数化设计语言APDL

3.1.1什么是APDL

3.1.2自定义工具条

3.1.3定义参数

3.1.4传递参数

3.1.5建立内部数据库

3.1.6进行数学运算

3.1.7显示提示信息

3.2逆变电路的参数化建模

3.2.1参数化电路建模程序编写

3.2.2电路元件的建模分析

3.2.3半桥逆变电路建模

3.2.4全桥逆变电路建模

3.2.5仿真结果分析

4逆变器辐射EMI建模研究

4.1吸收边界条件

4.1.1完全匹配层

4.1.2等效源表面

4.2逆变器的辐射源和辐射模型

4.3逆变器共模干扰研究

4.3.1散热器的辐射

4.3.2散热器的计算模型

4.3.3仿真及分析

4.4逆变器差模干扰研究

4.4.1高频电流环路的辐射

4.4.2高频电流环路的计算模型

4.4.3仿真及分析

4.5本章小结

5仿真实验验证

5.1 MOSFET模型实验验证

5.2实验原理

5.3实验结果分析比较

5.3.1单管MOSFET实验

5.3.2双管MOSFET实验

全文总结

致 谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文