Met die vinnige ontwikkeling van kragstelsels is elektroniese spanningsoversetters (EVTs), as sleutelmeettoestelle in kragstelsels, se prestasie stabiliteit en betroubaarheid baie belangrik vir die veilige en stabiele operasie van kragstelsels. Die elektromagnetiese verenigbaarheid (EMV) prestasie, as een van die kernindikatore van EVTs, het direkte betrekking op die vermoë van die toestel om normaal te funksioneer in komplekse elektromagnetiese omgewings en of dit ander toestelle sal verhoed teen elektromagnetiese interferensie. Die uitvoer van grondige navorsing en ontwerp oor die EMV prestasie van EVTs is van groot belang vir die verbetering van die algehele stabiliteit en veiligheid van kragstelsels.
1 Oorsig van die Elektromagnetiese Verenigbaarheid Prestasie van Elektroniese Spanningsoversetters
1.1 Definisie en Vereistes van Elektromagnetiese Verenigbaarheid
Elektromagnetiese verenigbaarheid (EMV) verwys na die vermoë van 'n toestel of stelsel om sonder interferensie in 'n spesifieke elektromagnetiese omgewing te funksioneer en nie ondraaglike elektromagnetiese verstoring aan ander dinge in die omgewing te veroorsaak nie. Vir EVTs moet hulle stabiele meetprestasie handhaaf in komplekse elektromagnetiese omgewings en nie elektromagnetiese interferensie aan ander toestelle veroorsaak nie. Daarom moet die EMV prestasie tydens die ontwerp- en vervaardigingsfases van EVTs oorweeg word, en passende veiligheidsmaatreëls geformuleer word.
1.2 Werkprinsipe van Elektroniese Spanningsoversetters
EVTs gebruik die prinsipe van elektromagnetiese induksie en hoëakkuraatse elektroniese meettegnologie om hoëspanningsignale in kragstelsels om te skakel na laespanningsignale. Hulle bestaan gewoonlik uit 'n primêre sensor, 'n sekondêre omskakelingssirkuit, en 'n signaalverwerkingseenheid. Die primêre sensor is verantwoordelik vir die omskakeling van hoëspanningsignale na swak stroom/spanningsignale evenredig met die primêre spanning; die sekondêre omskakelingssirkuit omskakel die swak signale verder na standaard digitale/analoge signale; die signaalverwerkingseenheid verbeter die akkuraatheid en stabiliteit van meet deur operasies soos filtering, versterking, en kalibrering. EVTs kan verskeie vorms omspan, soos elektroniese spanningsoversetters vir die meet van enkel-/veelkanaalspannings, elektroniese stroomoversetters vir die meet van enkel-/veelkanaalstromme, of geïntegreerde oversetters soos in Figuur 1 getoon wat eenrigtingsspanning, stroom, en ooreenkomstige krag gelyktydig meet.
1.3 Analise van Elektromagnetiese Verstoring en Elektromagnetiese Sensitieweheid
EVTs is kwetsbaar vir buite-in komende elektromagnetiese verstoring in die elektromagnetiese omgewing, soos blikseinslae en tussentydse oerspannings van skakelaars, wat probleme soos verhoogde meetfoute en onstabiele data kan veroorsaak; tesame met die hoëfrekwensie harmoniese en elektromagnetiese straling wat EVTs self genereer, kan ook ander elektriese toerusting versteur. Daarom moet die kwessies van elektromagnetiese verstoring en elektromagnetiese sensitieweheid volledig oorweeg word wanneer EVTs ontwerp word, en onderdrukking en beskerming maatreëls moet geneem word.
Die EMV prestasie toets van EVTs is 'n kruispunt om hul stabiliteit en akkuraatheid in werklike operasie te verseker. Dit fokus op die anti-interferensievermoë en klassifiseer die evaluasie standaarde in Klasse A en Klasse B volgens die erns van die toetsergebnisse:
2 Analise van Elektromagnetiese Verenigbaarheid Prestasie Toetse van Elektroniese Spanningsoversetters
2.1 Toetsinhoud en Evalueerstandaarde
Klasse A: Dit vereis dat wanneer EVTs blootgestel word aan elektromagnetiese verstoring, die meetakkuraatheid binne die spesifikasie limiete bly, en die uitgangspanningsignaal ooreenstem met die werklike waarde sonder om die monitering en beheer van die kragstelsel te beïnvloed.
Klasse B: Dit staan 'n tijdelike afname in die meetprestasie (die deel wat nie met beskerming verband hou nie) van EVTs toe, maar dit mag nie die uitvoering van beskermingsfunksies beïnvloed nie, en die toerusting hoef nie herstel/herlaai te word nie; die uitgangspanning moet binne 500V beheer word om die kragstelsel nie te versteur nie.
2.2 Gelei Interferensietoetse
Gelei interferensie versprei deur geleidende pad soos drade en metaan leiers en is een van die hoof tipes elektromagnetiese verstoring waarteen EVTs gekonfronteer word. Dit sluit twee tipes toetse in:
Elektriese Vinnige Transiënte/Burst Toets: Simuleer die transiënte verstoring (met 'n wyd frekwensiespektrum) wanneer induktiewe lasse soos relais en kontakters ontkoppel word. Gepaas 'n vinnige transiënte burst aan die EVT, observeer die stabiliteit en akkuraatheid van die uitgangspanningsignaal, en evalueer die anti-interferensievermoë.
Overslag (Impak) Immunitietoets: Simuleer tussentydse oerspannings/oerstrome veroorsaak deur skakelaaroperasies en blikseinslae (met groot energie en kort duur). Gepaas 'n overslagspanning van 'n sekere amplitude aan die EVT om die toerusting se weerstandsvermoë en prestasie stabiliteit te toets.
2.3 Gestraalde Interferensietoetse
Dit sluit vier tipes toetse in om interferences in verskillende elektromagnetiese omgewings te simuleer:
Kragfrequentie Magnetiese Veld Immunitietoets: Gepaas 'n kragfrequentie magnetiese veld van 'n sekere intensiteit aan die EVT, observeer die stabiliteit en akkuraatheid van die uitgangspanningsignaal, en evalueer die anti-interferensievermoë in die kragfrequentie magnetiese veld omgewing.
Afgestrafte Oskillerende Magnetiese Veld Immunitietoets: Simuleer die afgestrafte oskillerende magnetiese veld (met vinnige afname en hoë frekwensie) wat gegenereer word wanneer die disconnector in 'n hoëspanningsubstasie die bus skakel. Gepaas die ooreenkomstige magnetiese veld aan die EVT om die stabiliteit van die meetprestasie te toets.
Puls Magnetiese Veld Immunitietoets: Simuleer die puls magnetiese veld (met vinnige styging en hoë piekwaarde) wat gegenereer word deur blikseinslae op metaalkomponente. Gepaas 'n puls magnetiese veld aan die EVT om te verifieer of die isolasieprestasie en meetakkuraatheid van die toerusting beïnvloed word.
Radio Frekwensie Gestraalde Elektromagnetiese Veld Immunitietoets: Simuleer parasitaire straling van industriële elektromagnetiese bronne, radio uitsendinge/mobiele kommunikasie basisstasies, ens. Gepaas 'n radio frekwensie elektromagnetiese veld van 'n sekere intensiteit aan die EVT, observeer die stabiliteit van die uitgangsignaal, en evalueer die anti-interferensievermoë.
3 Ontwerp Beginsels vir Elektromagnetiese Verenigbaarheid van Elektroniese Spanningsoversetters
3.1 Sirkuite Ontwerp Beginsels
Drijvende Grondontwerp: Gebruik drijvende grond tegnologie om die sirkuitsignaallyne van die chassis te isoleer, blokkeer die koppeling van interferensiestrome op die chassis na die signaalsirkuit, verminder geraas, en verbeter die signaalakkuraatheid en stabiliteit.
Redelike Bedrading Opstelling: Optimeer die opstelling van voedsellewerings, gronde, en signaallyne. Verminder die parallelle verspreiding van lyne en minimaliseer die koppeling interferensie tussen lyne deur metodes soos lae bedrading en ortogonale bedrading.
Filter Kondensator Ontwerp: Konfigureer filter kondensators by die invoer van die module voedsellewing. Kies die kondensators gebaseer op faktore soos kapasiteitswaarde, spanningsbestandheid, en frekwensiekarakteristieke om hoëfrekwensie geraas en interferensie ingevoer deur die voedsellewing te filter.
Laagvlak Logika Ontwerp: Gee voorrang aan laagvlak logika toestelle (soos 3.3V vlak toestelle) om onnodige hoë logika vlakke te vermy, verminder sirkuit kragverbruik en die generering van hoëfrekwensie interferensie.
Styg/Daal Tyd Beheer: Kies die traagste styg/daal tyd toegestaan deur die sirkuit funksie om onnodige hoëfrekwensie komponente te onderdruk, verminder hoëfrekwensie geraas in die sirkuit, en verbeter die signaal stabiliteit en akkuraatheid.
3.2 Interne Struktuur Ontwerp Beginsels
Volledig Geslote Skildstruktuur: Die chassis vel gebruik 'n volledig geslote skildontwerp om goeie kontak en grondsluiting van elke oppervlak te verseker, effektief buite-in komende elektromagnetiese veld interferensie te blokkeer, en die interne elektroniese sirkuite te beskerm.
Minimering van Blootgestelde Bedrading: Verkort die lengte van blootgestelde bedrading in die chassis deur die opstelling te optimeer en komponente redelik te rangskik om elektromagnetiese straling en koppeling interferensie te verminder.
Groepeerbundeling van Lyne: Bundel lyne volgens signaal tipes (skei digitale en analoge signale), en hou 'n sekere afstand om die wederkerige invloed tussen lyne te verminder en die signaalduidelikheid en akkuraatheid te verbeter.
Geleidende Lym Bind: Gebruik geleidende lym vir bind by die chassis grens om elektriese verbinding en skildefek te verseker, verminder kontakweerstand, en verbeter skildeffektiwiteit.
4 Strategieë vir die Verbetering van Elektromagnetiese Verenigbaarheid Prestasie van Elektroniese Spanningsoversetters
4.1 Anti-interferensie Ontwerp van Voedselpoorte
Installeer Voedsel Filters: Kies geskikte voedsel filters volgens die noraad krag en werkomgewing van die EVT, en installeer hulle naby die voedselinlaat om hoëfrekwensie geraas en tussentydse pulse te filter en die reinheid van die voedsel te verseker.
Adopteer Redundante Voedsel Ontwerp: Konfigureer meerdere voedsel modules. Wanneer 'n enkele module faal, neem die oorblywende modules vinnig die voedsellewing oor, verbeter die voedsellewingsbetroubaarheid, anti-interferensievermoë, en algehele stabiliteit van die EVT.
Versterk Skilding en Grondsluiting van Voedsellyne: Gebruik geskilde kabels om voedsellyne te omhul om elektromagnetiese straling en koppeling te verminder; verseker goeie grondsluiting van die lyne, voer interferensie strome in die grond, en vermy skade aan die EVT.
4.2 Elektrostatische Afval Beskerming van Signaalpoorte
Installeer Tussentydse Harassment Absorpsie Toestelle: Kies geskikte tussentydse spanningsuppressie diodes (TVS), varistors, en ander toestelle. Hierdie toestelle kan vinnig energie absorbeer tydens elektrostatische afval, spannings binne 'n veilige reeks beheer, en interne elektroniese komponente beskerm.
Adopteer Differensiaal Signaal Oordrag Metode: Skei die signaal in positiewe en negatiewe kanale vir differensiaal oordrag. Gebruik die signaalverskil tussen kanale om effektiewe inligting te onttrek, gemeenskaplike modus interferensie te weerstaan, signaal oordrag gehalte te verbeter, en die interferensie van elektrostatische afval te verminder.
4.3 Optimering van Chassis Skild Prestasie
Kies Hoë Permeabiliteit Materiaal: Gee voorrang aan materiaal met hoë magnetiese permeabiliteit soos yskake om die chassis te maak, versterk die magnetiese veld skildvermoë, absorbeer en versprei magnetiese veld energie, en verminder interferensie tot binne die EVT (die relatiewe magnetiese permeabiliteit van metale word in Tabel 1 getoon).
Optimeer Chassis Struktuur Ontwerp: Adopteer 'n volledig geslote skildstruktuur om goeie kontak en grondsluiting van elke oppervlak van die chassis te verseker en die skildeffek te versterk.
Versterk Chassis Grondbehandeling: Verseker 'n betroubare grondverbinding tussen die chassis en die grond, voer interferensie strome in die grond, en verbeter skildeffektiwiteit.
5 Gevolgtrekking
Hierdie artikel voer 'n grondige navorsing uit oor die EMV prestasie van EVTs, stel beginsels voor vanuit die aspekte van sirkuite ontwerp en interne struktuur ontwerp, en formuleer strategieë soos anti-interferensie ontwerp van voedselpoorte, elektrostatische beskerming van signaalpoorte, en optimering van chassis skilding. Die doel is om die anti-interferensievermoë en stabiliteit van EVTs in komplekse elektromagnetiese omgewings te verbeter, hul akkurate en betroubare meet van spanningssignal in kragstelsels te verseker, en 'n solide grondslag te leg vir die veilige en stabiele operasie van kragstelsels.
