电磁兼容原理及应用PDF版电子书免费下载

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  随着电气、电子技术的迅速发展,电磁环境日趋复杂,电磁干扰和电磁兼容问题日渐突出。电磁兼容应用范围涉及所有用电领域,现代工业和生活中几乎所有的用电设备都需要解决电磁兼容性问题,以保证人身安全和设备的安全工作。

  电磁兼容学科是一门综合性交叉学科,实用性很强。本书注重从实际出发,结合强电类工程实际的特点,介绍了电磁兼容的基本知识,包括电磁干扰的产生和电磁兼容性的实现技术,以及一些常见的电磁干扰问题及其解决方法。本书第 1 章介绍了电磁兼容的基本概念和电磁干扰源及危害。第 2 章介绍了传导和辐射两类干扰的产生机理。第 3 章至第 5 章介绍了接地、屏蔽和滤波等三种主要的电磁兼容性技术。第 6 章介绍了电磁干扰的发射和敏感性测量技术。第 7 至第 9 章结合实际,具体介绍了静电防护、电子系统的电磁兼容设计和浪涌抑制技术。第 10 章介绍了与电力系统相关的一些典型的电磁兼容问题。

  随着科学技术的不断发展,各种电气和电子设备已广泛应用于国民经济的各个部门以及人们的日常生活中。电气和电子设备在正常运行的同时,也往外发射有用或无用的电磁能量,这些能量会影响其它设备的正常工作,这就是电磁干扰(Electromagnetic Interference,EMI)。

  严格地说,只要把两个以上的电气元件置于同一环境中,工作时就会产生电磁干扰。在两个系统之间会出现系统间的干扰,如真空吸尘器或其它带直流电机的家用电器打开时,在电视机屏幕上会有“线条”出现。在系统内部各设备之间会出现干扰,如汽车内自动点火系统对车内收音机的干扰,雷达发射机对雷达接收机的干扰等。在同一电子设备的各部分电路间也会存在相互间的干扰,如数字电路对共用同一电源的低电平模拟电路的干扰。

  人为的或自然界的电磁干扰源(如雷电)有可能使系统或设备的工作信号产生失真。当工作信号很弱时,就会严重影响信号的准确传递,如电气设备绝缘内部的局部放电信号,由于信号非常微弱(电流为微安量级),常常因受到无线电、其它运行的高压设备等的影响而难以实现准确测量。当电磁干扰能量较大时,会使系统或设备的性能发生有限度的降级,甚至可能使系统或设备失灵,干扰严重时会使系统或设备发生故障或事故。如在一个民用机场的综合办公楼里,安装了一台大型计算机系统。这个系统会随时丢失或存储错误数据,后来发现问题是由于当机场监视雷达辐射到这个综合办公楼时,系统被同步了。随着电子器件的集成化程度提高和工作电压的降低,干扰问题显著增加。数字信号处理技术和计算机技术的迅速发展,使数字信号开关量的转换速度大为提高,加剧了电磁干扰的噪声源强度和密度。当大量的电子设备集中在狭小的空间时 ,相互间的电磁干扰会非常严重,如在飞机或舰艇上,一般要装备许多种雷达,当所有雷达同时工作时,一部雷达可能遭受其它雷达的干扰。

  客观事实使人们认识到电磁干扰的危害。1933 年,国际电工技术委员会(IEC)建议成立国际无线电干扰特别委员会(CISPR)来处理不断出现的 EMI 问题。为保障人类生命安全和电子设备的正常运行,减轻和消灭电磁污染,自 1983 年以来,我国已经陆续发布了近百项有关电磁兼容设计要求和测试方法等的国家标准和国家军用标准。自 2000 年以来,我国推行了强制执行的电气和电子产品电磁兼容认证制度。

  为了保障电子系统或设备的正常工作,必须研究电磁干扰,分析、预测干扰,限制干扰强度,研究抑制干扰的有效技术手段,提高抗干扰能力,并进行合理的设计等,以使共同环境中的系统和设备能执行各自的正常功能。这种对电磁干扰进行分析、设计和验证测试的学科领域就是电磁兼容(ElectromagneTIc CompaTIbility,EMC)。

  电磁兼容性学科包含的内容十分广泛,实用性很强。几乎所有的现代工业包括电力、通信、交通、航天、军工、计算机、医疗卫生等都必须解决电磁兼容性问题。电磁兼容性学科涉及的理论基础包括数学、电磁场理论、天线与传播理论、电路理论、信号分析、通信理论、材料科学、生物医学等等,所以说电磁兼容性学科是一门尖端的综合性学科。实际上电磁兼容性学科的研究对象并不仅限于电气电子设备,而且涉及到自然干扰源、核电磁脉冲、静电放电、电磁辐射对人体的生态效应,信息处理设备电磁泄漏产生的失密,检测地震前的电磁辐射进行震前预报等等问题。所以有些学者把电磁兼容性学科也称为环境电磁学。

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