電力電子裝置及系統(tǒng)的電磁兼容 裴雪軍 周鵬 俞頤
定 價(jià):89 元
- 作者:裴雪軍 周鵬 俞頤
- 出版時(shí)間:2025/4/1
- ISBN:9787111775614
- 出 版 社:機(jī)械工業(yè)出版社
- 中圖法分類(lèi):TN03
- 頁(yè)碼:
- 紙張:膠版紙
- 版次:
- 開(kāi)本:16開(kāi)
電力電子裝置及系統(tǒng)的電磁兼容問(wèn)題是目前新能源、儲(chǔ)能、電動(dòng)汽車(chē)等行業(yè)的共性技術(shù)難題。本書(shū)總結(jié)了作者20 年來(lái)對(duì)電力電子裝置及系統(tǒng)電磁兼容的研究成果,幵吸收了國(guó)內(nèi)外關(guān)于電磁兼容最新的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范和理論方法;全面介紹了電力電子裝置及系統(tǒng)電磁兼容的原理特點(diǎn)、測(cè)試方法、設(shè)計(jì)理論和實(shí)際應(yīng)用。
本書(shū)全面涵蓋了電力電子裝置及系統(tǒng)傳導(dǎo)與輻射電磁干擾的理論分析、建模仿真和診斷抑制等內(nèi)容,既有理論分析與基本原理闡述,又有工程案例與詳細(xì)設(shè)計(jì)過(guò)程,內(nèi)容全面豐富、深入淺出,具有較強(qiáng)的理論性和實(shí)用性。
本書(shū)適用于高等院校中從事電力電子裝置電磁兼容設(shè)計(jì)的教師,也適用于科研機(jī)構(gòu)、企業(yè)工廠和電磁兼容認(rèn)證單位中從事相關(guān)領(lǐng)域工作的工程技術(shù)人員。
華中科技大學(xué)裴雪軍教授在電磁兼容領(lǐng)域深耕多年,成果斐然。這本教材融合裴教授多年電力電子電磁兼容教學(xué)和科研的杰出成果,注重新知識(shí)和新技術(shù),著力培養(yǎng)讀者理解電磁干擾本質(zhì)的能力,并在此基礎(chǔ)上指導(dǎo)設(shè)計(jì)出電磁兼容性更好的電力電子裝置及系統(tǒng)。除了理論分析,本書(shū)的特色時(shí)有工程案例與詳細(xì)設(shè)計(jì)過(guò)程,并隨書(shū)附錄了電磁兼容模型代碼和仿真操作指南。強(qiáng)烈推薦給電力電子專業(yè)的高年級(jí)本科生和研究生。
前言
以新能源、電氣化交通、智能電網(wǎng)等為代表的行業(yè)都對(duì)高性能電力電子裝置有緊迫需求。但是,電力電子裝置采用開(kāi)關(guān)工作方式,天然具有發(fā)射電磁干擾的特性,使電力電子裝置及系統(tǒng)面臨的電磁兼容問(wèn)題層出不窮,且干擾強(qiáng)度隨著新型寬禁帶半導(dǎo)體的使用進(jìn)一步增大。電力電子裝置的電磁干擾通過(guò)傳導(dǎo)和輻射的耦合方式,嚴(yán)重污染周?chē)姶怒h(huán)境和電源系統(tǒng),同時(shí)也會(huì)影響自身裝置中的電子元器件的可靠運(yùn)行。電力電子裝置及系統(tǒng)的電磁兼容已經(jīng)成為行業(yè)瓶頸難題。
電力電子裝置及系統(tǒng)的電磁干擾存在多源性、隱蔽性和寬頻性等特點(diǎn),多分布參數(shù)、多源耦合使電磁干擾傳播機(jī)理復(fù)雜,干擾頻率成分豐富使干擾抑制困難。而且現(xiàn)在電力電子學(xué)科的發(fā)展很快,裝置類(lèi)型多種多樣,已有的微波電磁兼容的理論和技術(shù)不完全適用電力電子裝置電磁兼容問(wèn)題,卻又沒(méi)有系統(tǒng)且針對(duì)性強(qiáng)的書(shū)籍參考。亟需一套涵蓋電磁兼容分析、仿真、設(shè)計(jì)和測(cè)試等內(nèi)容的新書(shū),普及相關(guān)電磁兼容知識(shí),推動(dòng)相關(guān)行業(yè)的發(fā)展。
本書(shū)準(zhǔn)確介紹了電力電子裝置及系統(tǒng)的電磁兼容相關(guān)的基本概念和基礎(chǔ)知識(shí),系統(tǒng)闡述了電磁兼容的標(biāo)準(zhǔn)、電力電子裝置及系統(tǒng)電磁干擾的建模仿真、傳導(dǎo)電磁干擾的濾波與通用防護(hù)設(shè)計(jì)方法、輻射電磁干擾診斷與抑制以及磁性材料應(yīng)用等內(nèi)容,深入地分析了電磁干擾的原理特點(diǎn)、產(chǎn)生原因、溯源診斷和抑制方法,內(nèi)容涵蓋電磁兼容中抽參—仿真—設(shè)計(jì)—測(cè)試的全過(guò)程,并隨書(shū)附錄了電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)清單和仿真操作指南。本書(shū)注重體現(xiàn)電力電子裝置電磁兼容的新知識(shí)和新技術(shù),有助于幫助讀者理解電磁干擾的特性,設(shè)計(jì)出電磁兼容性好的電力電子裝置及系統(tǒng)。
本書(shū)是在作者多年從事電力電子電磁兼容教學(xué)和科研的基礎(chǔ)上總結(jié)的,內(nèi)容和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理,理論和案例相互促進(jìn),立足學(xué)科前沿、滿足國(guó)家急需、突出交叉學(xué)科。
全書(shū)由裴雪軍統(tǒng)籌,并組織編寫(xiě)定稿第1、3、4、5、7、9章;第2、6、8章由俞頤編寫(xiě),并開(kāi)發(fā)了附錄代碼和模型。周鵬參與了書(shū)稿審閱與修改,提出了寶貴意見(jiàn)。
在本書(shū)的編寫(xiě)過(guò)程中還得到研究生薛瑞洲、張瑞恒、趙定坤、傅文沛、陳建楠、金海濤、余宇浩、顏錦洲等同學(xué)的幫助,在此表示衷心的感謝!
本教材立項(xiàng)和準(zhǔn)備期間,華中科技大學(xué)康勇、彭力、陳材等提出了很多建設(shè)性的意見(jiàn),也對(duì)本書(shū)的編撰和審閱給予了大力支持和幫助,特此向他們致以崇高的敬意!還要感謝華中科技大學(xué)研究生院“研究生教材專著建設(shè)項(xiàng)目”的資助!
由于電力電子裝置電磁兼容學(xué)科內(nèi)容豐富、發(fā)展迅速、涉及面廣,加之編者水平有限,書(shū)中錯(cuò)誤和不當(dāng)之處在所難免,衷心希望廣大讀者批評(píng)指正。
編者
2024年8月
裴雪軍,1978年生,華中科技大學(xué)教授、博士生導(dǎo)師,IEEE高級(jí)會(huì)員。分別于1998年、2001年和2004年在華中科技大學(xué)獲得工學(xué)學(xué)士、碩士和博士學(xué)位。
裴雪軍教授長(zhǎng)期專注于電力電子裝備及系統(tǒng)的電磁兼容技術(shù)研究。曾獲得湖北省杰出青年基金、臺(tái)達(dá)電力電子教育基金會(huì)中達(dá)青年學(xué)者和華中卓越學(xué)者等學(xué)術(shù)榮譽(yù)。主持國(guó)家自然科學(xué)基金青年和面上項(xiàng)目、國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃課題、臺(tái)達(dá)科教發(fā)展基金重點(diǎn)項(xiàng)目、國(guó)防預(yù)研和企業(yè)應(yīng)用項(xiàng)目多項(xiàng)。
裴教授曾獲得國(guó)家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)、科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)、國(guó)防科技進(jìn)步三等獎(jiǎng)等獎(jiǎng)勵(lì)。在IEEE Transaction on Power Electronics、中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào)等國(guó)內(nèi)外學(xué)術(shù)刊物發(fā)表學(xué)術(shù)論文100余篇,其中以第一和通信作者發(fā)表SCI收錄論文35篇。授權(quán)發(fā)明20余項(xiàng),專利轉(zhuǎn)化2項(xiàng)。曾入選愛(ài)思唯爾(Elsevier)年度全球前2%頂尖科學(xué)家榜單;參與編制IEEE-SA技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。
裴教授目前還擔(dān)任中國(guó)電源學(xué)會(huì)電磁兼容專委會(huì)副主任、教育與培訓(xùn)工作委員會(huì)秘書(shū)長(zhǎng)、武漢電源學(xué)會(huì)理事長(zhǎng)等學(xué)術(shù)兼職。在中國(guó)電源學(xué)會(huì)“高品質(zhì)電源電磁兼容性高級(jí)研討班”中授課10余次。
目錄
前言
第1章緒論
1.1電磁兼容的發(fā)展
1.2電磁兼容的基本概念
1.2.1電磁干擾
1.2.2電磁敏感度
1.3傳導(dǎo)和輻射電磁干擾
1.3.1傳導(dǎo)電磁干擾
1.3.2輻射電磁干擾
1.4電力電子裝置的發(fā)展及其電磁兼容問(wèn)題
1.4.1整流電路帶來(lái)的低頻諧波問(wèn)題
1.4.2高頻PWM導(dǎo)致的電磁干擾問(wèn)題
1.4.3電力電子裝置的差模和共模干擾
1.4.4電力電子裝置的磁場(chǎng)和電場(chǎng)輻射
1.5電力電子裝置及系統(tǒng)的電磁兼容設(shè)計(jì)
1.5.1電力電子裝置及系統(tǒng)的電磁干擾分析理念
1.5.2電力電子裝置及系統(tǒng)的電磁兼容設(shè)計(jì)內(nèi)容
1.6本章小結(jié)
習(xí)題
第2章電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)及測(cè)試方法
2.1國(guó)際電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)
2.2國(guó)內(nèi)電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)
2.3電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試方法
2.3.1傳導(dǎo)電磁干擾測(cè)試方法
2.3.2輻射電磁干擾測(cè)試方法
2.3.3電磁敏感度的測(cè)試方法
2.4電磁干擾測(cè)量設(shè)備工作原理及區(qū)別
2.4.1頻譜分析儀工作原理
2.4.2EMI接收機(jī)工作原理
2.5本章小結(jié)
習(xí)題
第3章電力電子裝置關(guān)鍵部件的高頻分布參數(shù)
3.1電力電子裝置的關(guān)鍵部件
3.1.1兩級(jí)式逆變器概述
3.1.2高頻分布參數(shù)的基本概念
3.2有源部件的高頻建模分析
3.2.1逆變橋模塊高頻建模
3.2.2Boost模塊高頻建模
3.3無(wú)源部件的高頻建模分析
3.3.1電容高頻模型
3.3.2電感高頻模型
3.3.3連接銅排高頻模型
3.3.4PCB跡線高頻模型
3.3.5線纜高頻模型
3.4本章小結(jié)
習(xí)題
電力電子裝置
及系統(tǒng)的電磁兼容
目錄
第4章電力電子裝置傳導(dǎo)電磁干擾仿真建模
4.1電力電子裝置傳導(dǎo)電磁干擾建模方法概述與比較
4.2電力電子裝置傳導(dǎo)電磁干擾時(shí)域建模方法
4.2.1時(shí)域建模方法基本原理
4.2.2時(shí)域建模方法分析
4.3電力電子裝置傳導(dǎo)電磁干擾頻域建模方法
4.3.1頻域建模方法基本原理
4.3.2頻域建模方法分析
4.4電力電子裝置傳導(dǎo)電磁干擾時(shí)頻域建模方法和案例
4.4.1時(shí)頻域建模方法基本原理
4.4.2時(shí)頻域建模方法分析
4.4.3電力電子裝置時(shí)頻域仿真建模案例
4.5模擬EMI接收機(jī)的數(shù)據(jù)處理算法
4.5.1中頻濾波器模擬
4.5.2檢波器模擬
4.5.3數(shù)據(jù)處理算法驗(yàn)證
4.6本章小結(jié)
習(xí)題
第5章PCB電磁兼容設(shè)計(jì)方法
5.1PCB與電磁兼容
5.1.1PCB元件的高頻特性
5.1.2數(shù)字器件邊緣速率與電磁兼容
5.1.3PCB引線與電磁兼容
5.2PCB中的旁路和去耦電容
5.2.1電容的自諧振分析
5.2.2旁路電容的選取及配置原則
5.2.3電源去耦電容的選取及配置原則
5.2.4PCB中的電源層和接地層
5.3PCB串?dāng)_及串?dāng)_抑制
5.3.1PCB中串?dāng)_的產(chǎn)生
5.3.2PCB中串?dāng)_的抑制方法
5.4PCB布局的基本規(guī)則
5.4.1PCB的層疊設(shè)計(jì)
5.4.2元件布局的基本規(guī)則
5.5PCB布線的基本規(guī)則
5.6本章小結(jié)
習(xí)題
第6章電力電子裝置電磁干擾的濾波技術(shù)
6.1EMI濾波器的重要參數(shù)和拓?fù)溥x擇
6.1.1EMI濾波器插入損耗
6.1.2源阻抗和負(fù)載阻抗
6.1.3EMI濾波器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
6.2噪聲源阻抗的獲取
6.2.1源阻抗的直接測(cè)量方法
6.2.2源阻抗的組合測(cè)量方法
6.2.3源阻抗的注入測(cè)量法
6.3電力電子裝置的電磁干擾濾波器設(shè)計(jì)方法
6.3.1EMI濾波器設(shè)計(jì)理論
6.3.2EMI濾波器設(shè)計(jì)案例
6.3.3基于體積目標(biāo)優(yōu)化的EMI濾波器設(shè)計(jì)
6.3.4EMI濾波器中的耦合效應(yīng)分析與優(yōu)化
6.4基于回路構(gòu)造的電力電子裝置共模電磁干擾濾波
6.4.1橋式非隔離型電力電子裝置的共模電磁干擾濾波
6.4.2單級(jí)隔離型電力電子裝置的共模電磁干擾濾波
6.5本章小結(jié)
習(xí)題
第7章電力電子裝置電磁干擾的通用防護(hù)方法
7.1屏蔽設(shè)計(jì)
7.2接地設(shè)計(jì)
7.2.1接地的基本要求
7.2.2接地的方式及種類(lèi)
7.2.3搭接技術(shù)
7.3隔離設(shè)計(jì)
7.3.1電磁隔離技術(shù)
7.3.2光電隔離技術(shù)
7.3.3機(jī)電隔離技術(shù)
7.3.4聲電隔離技術(shù)
7.4設(shè)備內(nèi)部的布線
7.4.1線間的電磁耦合抑制方法
7.4.2一般的布線方法
7.5本章小結(jié)
習(xí)題
第8章電力電子裝置輻射電磁干擾的診斷和抑制技術(shù)
8.1電力電子裝備輻射電磁干擾機(jī)理
8.1.1天線基本輻射理論
8.1.2輻射場(chǎng)分析
8.1.3電力電子裝置輻射電場(chǎng)的估算方法
8.2電力電子裝置輻射電磁干擾源的診斷技術(shù)
8.2.1電力電子裝置發(fā)射的多源電磁干擾
8.2.2低頻傳導(dǎo)EMI解耦診斷方法及其不足
8.2.3基于包絡(luò)解調(diào)的輻射干擾主導(dǎo)源辨識(shí)技術(shù)
8.2.4基于時(shí)頻矩陣的電磁干擾多源解耦技術(shù)
8.3電力電子裝置輻射電磁干擾路徑的診斷技術(shù)
8.3.1高保真輻射電壓電流測(cè)量
8.3.2基于高保真電流和電壓的輻射電磁干擾路徑診斷
8.3.3輻射電磁干擾路徑診斷的實(shí)驗(yàn)實(shí)例
8.4電力電子裝置輻射電磁干擾的抑制技術(shù)
8.4.1輻射EMI源的開(kāi)關(guān)特征
8.4.2輻射EMI源的抑制技術(shù)
8.4.3輻射路徑的抑制技術(shù)
8.5本章小結(jié)
習(xí)題
第9章磁性材料及其應(yīng)用
9.1磁學(xué)基礎(chǔ)
9.1.1磁場(chǎng)強(qiáng)度和磁感應(yīng)強(qiáng)度
9.1.2磁化曲線和磁滯回線
9.1.3磁導(dǎo)率
9.1.4居里溫度
9.1.5損耗
9.2常見(jiàn)的磁性材料的分類(lèi)
9.2.1軟磁材料分類(lèi)及其特點(diǎn)
9.2.2金屬軟磁材料
9.2.3鐵氧體軟磁材料
9.2.4非晶和納米晶軟磁材料
9.3軟磁材料磁芯的基本特性
9.3.1溫度特性
9.3.2頻率特性
9.3.3直流偏置特性
9.3.4插入損耗特性
9.4基于軟磁材料的濾波電感設(shè)計(jì)
9.4.1功率電感(差模電感)用軟磁材料磁芯的設(shè)計(jì)實(shí)例
9.4.2共模電感的設(shè)計(jì)方法與實(shí)例
9.5本章小結(jié)
習(xí)