風光高壓變頻器的電快速脈沖群干擾特點及抑制方法

    試驗等級的含義：

    1級，具有良好保護的環境。計算機機房可代表此類環境；

    2級，受保護的環境。工廠和發電廠的控制室可代表此類環境；

    3級，典型工業環境。發電廠和戶外高壓變電站的繼電器房可代表此類環境；

    4級，嚴酷的工業環境。為采取特別安裝措施的電站或工作電壓較高的開關設備可代表此類環境；

    4標準規定的實驗框圖

圖5

    耦合去耦網絡分析：

    干擾的注入方式：EFT干擾信號是通過耦合去耦網絡中的33nF的電容耦合到主電源線上面（而信號或控制電纜是通過電容耦合夾施加干擾，等效電容是100pF）。對于33nF的電容，它的截止頻率為100kHz，也就是100kHz以上的干擾信號可以通過；而100pF的電容，截止頻率為30MHz，僅允許30MHz頻率以上的干擾通過。電快速脈沖的干擾波形為5ns/50ns，重復頻率5K，脈沖持續時間15ms，脈沖群重復周期300ms。根據傅立葉變換，它的頻譜是從5K--100MHz的離散譜線，每根譜線的距離是脈沖的重復頻率。

    所以說，施加干擾的耦合電容扮演了一個高通濾波器的角色，因為電容的阻抗隨著頻率的升高而下降，那么干擾中的低頻成分不會被耦合到EUT，而只有頻率較高的干擾信號才會進入EUT。當我們在EUT電路中再加入共模電感（特別要注意的是，這里的共模電感一定要加在主電源線及其回線上，否則會發生飽和從而達不到衰減干擾的目的）就可以衰減掉一些高頻干擾成分，因為電感的阻抗隨著頻率的增加而升高。因此，實際施加到EUT上面的干擾信號只有中間頻率部分。

    5干擾波形的理論分析

    5.1脈沖群干擾等級中重復頻率的分析

    重復頻率從5kHz，增至100kHz（單脈沖的頻率提高了20倍），

圖6

    重復頻率100kHz時，單個脈沖之間周期是10us，如圖6所示

    但脈沖群的持續時間卻從15ms縮減到750us（持續時間縮減為原來的1/20），如下圖7所示。

圖7

    重復頻率100kHz時，單個群的寬度是750us，如上圖7所示。因此注入受試設備的脈沖總量沒變（仍為75個），注入受試設備的干擾能量也就沒變，只是單位時間內的脈沖密集程度增加。考慮到國外專家對脈沖群試驗的故障機理解釋為是干擾脈沖對線路結電容的充電，因此，脈沖頻率越高，單位時間內的脈沖個數越多，對結電容的電荷累積也越快，越容易達到線路出錯的閾限。故100kHz的干擾的嚴酷程度比5kHz的高20倍。（實驗的過程中對5kHz和100kHz的對比也印證了這一點）。

    5.2EFT干擾脈沖波形特點的分析

    由于脈沖群的單個脈沖波形前沿tr達到5ns，脈寬達到50ns，這就注定了脈沖群干擾具有極其豐富的諧波成分。幅度較大的諧波頻率至少可以達到1/πtr，亦即可以達到64MHz左右，相應的信號波長為5m。對于一根載有60MHz以上頻率的電源線來說，如果長度有1m，由于導線長度已經可以和信號的波長可比，不能再以普通傳輸線來考慮，信號在線上的傳輸過程中，部分依然可以通過傳輸線進入受試設備（傳導發射）；部分要從線上逸出，成為輻射信號進入受試設備（輻射發射）。因此，受試設備受到的干擾實際上是傳導與輻射的結合。