[發(fā)明專利]一種高速磁懸浮升壓斬波器機(jī)箱抗電磁干擾能力測(cè)試系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010558287.5
• 申請(qǐng)日: 2020-06-18
• 公開（公告）號(hào): CN111679143B
• 公開（公告）日: 2023-09-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王金田;宋剛;郝宏海;穆曉彤;商寶瑩;宋季磊
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中車長(zhǎng)春軌道客車股份有限公司;北京航空航天大學(xué);佛山市順德區(qū)航測(cè)電磁兼容技術(shù)有限公司;北航工程技術(shù)中心（深圳）有限公司
• 主分類號(hào): G01R31/00
• 分類號(hào): G01R31/00;H02M1/44
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種高速磁懸浮升壓斬波器機(jī)箱抗電磁干擾能力測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于，包含以下：

所述測(cè)試系統(tǒng)包含高速磁懸浮升壓斬波器機(jī)箱、模擬電磁發(fā)射裝置、抗電磁干擾能力判斷裝置；

所述高速磁懸浮升壓斬波器機(jī)箱，是將直線發(fā)電機(jī)發(fā)出的交流電與外部供電軌輸送的直流電，轉(zhuǎn)換為高速磁懸浮列車電氣系統(tǒng)440V電網(wǎng)所需的直流電后，輸入440V電網(wǎng)，同時(shí)對(duì)直流供電軌的輸入電源進(jìn)行升壓處理；所述高速磁懸浮升壓斬波器機(jī)箱組成結(jié)構(gòu)包括：電壓控制模塊，電流控制模塊，24V開關(guān)電源；所述電流控制模塊將直線電機(jī)產(chǎn)生的交流電變換為直流電，從而進(jìn)行整流，所述電壓控制模塊對(duì)整流后的電能進(jìn)行調(diào)壓處理，通過對(duì)IGBT的快速通、斷控制把直流電壓斬成一系列的脈沖電壓，通過電感和電容的濾波儲(chǔ)能作用，在負(fù)載上可以獲得平均值大于所述整流后的電能；所述24V開關(guān)電源為所述高速磁懸浮升壓斬波器機(jī)箱的輔助電源；

所述模擬電磁發(fā)射裝置，由振蕩器、電容、電位器和電源模塊組成；所述振蕩器是由一個(gè)電感和一個(gè)電容并聯(lián)組成的諧振電路，諧振電路中的電容器和電感器都是可調(diào)的；將所述振蕩器中電感線圈的一端接地，另一端做成天線用來發(fā)射干擾信號(hào)，所述天線具有雙阻帶特性的超寬天線，設(shè)計(jì)的無阻帶特性的UWB天線VSWR2的阻抗帶寬，發(fā)射的干擾頻率可以自由控制，通過調(diào)節(jié)振蕩器的振蕩頻率來改變，所述振蕩器的振蕩頻率通過改變所述振蕩器中的電容器或電感器的值大小來實(shí)現(xiàn)，從而控制天線發(fā)射不同的干擾頻率，發(fā)射干擾頻率的范圍為50HZ-3GHZ；所述模擬電磁發(fā)射裝置發(fā)射的干擾信號(hào)屬于輻射干擾，可以模擬磁懸浮列車上的其他設(shè)備對(duì)所述高速磁懸浮升壓斬波器機(jī)箱的電磁干擾；其中，針對(duì)不同的發(fā)射頻率，所述模擬電磁發(fā)射裝置的干擾系數(shù)α?xí)煌靓粮鶕?jù)下列公式計(jì)算得出；

其中，所述f是所述模擬電磁發(fā)射裝置的發(fā)射出的電磁干擾波形頻率，所述f的取值頻率范圍為50HZ-3GHZ，所述d是所述模擬電磁發(fā)射裝置的發(fā)射出電磁干擾波形傳播距離，所述d取值范圍在5m與10m之間，所述P是所述模擬電磁發(fā)射裝置的發(fā)射出的電磁干擾波形發(fā)射功率，所述P的取值范圍在5W到10W之間；所述G是所述模擬電磁發(fā)射裝置的發(fā)射出的電磁干擾波形發(fā)射增益，所述G的取值在10dB到20dB之間；

所述抗電磁干擾能力判斷裝置,包括故障指示燈，電壓轉(zhuǎn)換電路模塊和塑料外殼；所述故障指示燈兩端的電壓來自所述電壓轉(zhuǎn)換電路模塊的輸出電壓；所述電壓轉(zhuǎn)換電路模塊的輸入電壓來自所述高速磁懸浮升壓斬波器機(jī)箱的輸出電壓；所以，當(dāng)所述高速磁懸浮升壓斬波器機(jī)箱的輸出電壓受影響時(shí)，所述電壓轉(zhuǎn)換電路模塊的輸入電壓也會(huì)受影響；

所述模擬電磁發(fā)射裝置發(fā)射不同頻率的電磁波，對(duì)所述高速磁懸浮升壓斬波器機(jī)箱進(jìn)行電磁干擾，使得所述高速磁懸浮升壓斬波器機(jī)箱內(nèi)的電路板不能正常工作，所述高速磁懸浮升壓斬波器機(jī)箱與所述模擬電磁發(fā)射裝置中的天線通過磁場(chǎng)耦合，感應(yīng)出不同頻率的位移電流，不同頻率的位移電流使得電路中每處的電流方向以及電流大小和電壓幅度都不一樣，使得所述高速磁懸浮升壓斬波器機(jī)箱不能正常工作，使得所述高速磁懸浮升壓斬波器機(jī)箱輸出電壓為低電平，導(dǎo)致所述抗電磁干擾能力判斷裝置的輸入電源電壓為低電平，致使所述故障指示燈兩端的電壓為0V，使得所述故障指示燈熄滅；

所述抗電磁干擾能力判斷裝置根據(jù)下列公式計(jì)算所述抗電磁干擾能力判斷裝置的輸入電源電壓，當(dāng)電壓低于模塊的正常工作電壓時(shí)所述抗電磁干擾能力判斷裝置的輸入電源電壓將小于5V；

其中，V₀為所述抗電磁干擾能力判斷裝置的輸入電源電壓，V為所述高速磁懸浮升壓斬波器機(jī)箱的輸出電壓，x_i是指所述高速磁懸浮升壓斬波器機(jī)箱內(nèi)部電路板中第i個(gè)元器件的共模干擾系數(shù)，y_i是指所述高速磁懸浮升壓斬波器機(jī)箱內(nèi)部電路板中第i個(gè)元器件的差模干擾系數(shù)，所述y_i在0與1之間，i是指電路圖中第i個(gè)元器件，n是所述高速磁懸浮升壓斬波器機(jī)箱內(nèi)部電路板中元器件總數(shù)，α是所述模擬電磁發(fā)射裝置的干擾系數(shù)，所述α在0與1之間；

根據(jù)所述電壓轉(zhuǎn)換電路模塊具有降壓功能，通過調(diào)節(jié)PWM的占空比，獲得一系列脈沖電壓，在濾波條件下，在負(fù)載上可以獲得平均值小于電源電壓，完成降壓功能，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)的電壓輸出；通過計(jì)算，得到所述抗電磁干擾能力判斷裝置的輸入電源電壓后，故而得到所述故障指示燈兩端的電壓，所述故障指示燈兩端的電壓，通過下列公式計(jì)算獲得：

其中，所述V_out是指所述故障指示燈兩端的電壓；所述β是指所述電壓轉(zhuǎn)換電路模塊的電路放大倍數(shù)；所述R₁,R₂,R₃,R₄是指所述電壓轉(zhuǎn)換電路模塊中的電阻；當(dāng)所述V₀大于或等于5V時(shí)，所述故障指示燈電壓為正常工作范圍電壓，能夠正常工作，說明所述高速磁懸浮升壓斬波器機(jī)箱的抗電磁干擾能力強(qiáng)；當(dāng)所述V₀小于5V時(shí)，所述V_out為0V，即所述故障指示燈兩端的電壓為0V，所述故障指示燈熄滅，從而得出所述高速磁懸浮升壓斬波器機(jī)箱的抗電磁干擾能力弱。