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电力电子设备包含两有些,即改换有些与操控有些。前者归于功率流强电领域,后者归于信息流弱电领域。通常状况下前者是主电磁搅扰源,后者是被搅扰方针。为了使电力电子设备牢靠地作业,除了处理改换有些与操控有些之间的电气阻隔外,还要处理操控有些的抗电磁搅扰的疑问,格外是当改换有些处于高电压、强电流、高频改换状况下格外首要。抗搅扰疑问实质上是处理电力电子设备的电磁兼容疑问。
阻隔技能是电磁兼容性中的首要技能之一。下面将电磁兼容中的阻隔技能分为磁电、光电、机电、声电和浮地等几种阻隔办法加以叙说。
2 磁电阻隔技能
2.1 运用变压器结束磁电阻隔的根柢原理
变压器首要由绕在一同铁心上的两个或多个绕组构成。当在一个绕组上加上交变电压时,因为电磁感应而在其它绕组上感生交变电压。因而变压器的几个绕组之间是经过交变磁场彼此联络的,在电路上是彼此阻隔的。其阻隔的介电强度取决于几个绕组之间以及它们对地的绝缘强度。
2.2 志趣变压器的特性
志趣变压器是假定变压器绕组的电阻为零;变压器的漏磁为零;铁心的损耗为零以及铁心的导磁率为无量大。
2.2.1 电压联络
E 1 =4.44 fN 1 Φ m (1)
E 1 / E 2 = U 1 / U 2 = N 1 / N 2 = n (2)
式中: E 1 ——变压器原边的感应电势;
E 2 ——变压器副边的感应电势;
U 1 ——变压器原边的电压;
U 2 ——变压器副边的电压;
N 1 ——变压器原边绕组的匝数;
N 2 ——变压器副边绕组的匝数;
f ——变压器原边电压的频率;
Φ m ——变压器铁心中磁通的峰值;
n ——变压器原副边绕组的匝数比。
2.2.2 电流联络
I 1 / I 2 = N 2 / N 1 =1/ n (3)
式中: I 1 ——变压器原边的电流;
I 2 ——变压器副边的电流。
2.2.3 功率联络
P 1 = P 2 = U 1 I 1 = U 2 I 2 (4)
式中: P 1 ——变压器原边的输入功率;
P 2 ——变压器副边的输出功率。
2.2.4 阻抗联络
副边的阻抗为:
Z 2 = U 2 / I 2 (5)
原边的阻抗为:
Z 1 = U 1 / I 1 = n 2 U 2 / I 2 = n 2 Z 2 (6)
式中: Z 1 ——变压器原边的阻抗;
Z 2 ——变压器副边的阻抗。
2.3 实习变压器
2.3.1 铁心的导磁率
因为实习变压器铁心的导磁率并非无量大,所以变压器在空载时就存在激磁电流。假定铁心资料的功用欠好,则激磁电流占变压器原边输入电流的份额将增大,变压器副边输出电流将下降。
因为实习变压器铁心的导磁率并十分数,因而将致使输出波形的畸变。格外是当铁心丰满时,铁心的导磁率极大地下降,致使激磁电流急速添加,或许致使变压器焚毁。
2.3.2 铁心存在损耗
因为实习变压器铁心存在涡流损耗和磁滞损耗,这些损耗不只致使变压器的功率下降,并且致使铁心发热、乃至或许致使绝缘损坏。因为铁心的涡流损耗和磁滞损耗都与电压和频率有关,所以对纷歧样的电压和频率,应当挑选纷歧样的铁心资料。
2.3.3 绕组存在电阻
因为实习变压器的绕组存在电阻,故变压器作业时绕组必将发作热损耗。格外当作业频率较高时,集肤效应将致使绕组电阻添加,使发热损耗增大。
因为实习变压器绕组的散热条件较差,所以应当留神变压器的散热和绕组导线电流密度的挑选。
2.3.4 变压器存在漏磁
变压器的漏磁易对变压器邻近的元器材和导线构成搅扰,为此,在选用变压器作阻隔时,应当挑选漏磁小的变压器,不然,应对变压器加强磁场屏蔽。
2.3.5 变压器原、副边间存在寄生电容
因为电源变压器原、副边间存在寄生电容,进入电源变压器原边的高频搅扰能经过寄生电容耦合到的副边。而在电源变压器原、副边间添加静电屏蔽后,该屏蔽与绕组间构成新的散布电容,当将屏蔽接地后,能够将高频搅扰经过这一新的散布电容引回地,而起到抗电磁搅扰的作用。
2.3.6 几个绕组之间以及对地的绝缘强度
绕组之间以及对地的绝缘强度取决于需求阻隔的耐压水平。该耐压水平包含作业电压、电压不坚决、或许的瞬态过电压以及为牢靠作业而留有的余量。
2.3.7 作业频率
作业频率不只对变压器的铁心损耗发作影响,并且变压器的阻抗与频率挨近有关。比方:电感L的阻抗与频率成正比,而电容 C 的阻抗与频率成反比。
因为磁电阻隔是经过变压器而结束的,当变压器绕组间寄生电容较大时,应当与屏蔽和接地技能相协作。
2.4 变压器的品种和运用
2.4.1 通常变压器
通常变压器在工频场合只作为通常电源变压器用,将某一等级的电压和电流改动成另一等级的电压和电流,因为没有选用任何格外办法,对高频的电路阻隔作用较差。
2.4.2 阻隔变压器
因为通常变压器绕组间的寄生电容较大(未加屏蔽层为nF级,加屏蔽为pF级),为了跋涉对高频搅扰的阻隔作用,能够在通常变压器绕组间添加一层屏蔽,并将该层屏蔽接地(接地线的长度应尽量短,不然因接地线的阻抗分压而使对搅扰的衰减变差)而变成阻隔变压器。图1为典型单屏蔽层阻隔变压器的对搅扰的衰减。
图1 单 屏 蔽 层 隔 离 变 压 器 的 典 型 对 干 扰 的 衰 减 能 力
假定在上述根底上,再对变压器的每个绕组都别离添加一层屏蔽,并将各绕组的屏蔽别离接到各绕组的低电位上,其阻隔作用会十分好。