ЖУРНАЛ РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ. ISSN 1684-1719. 2023. №5
Оглавление выпускаТекст статьи (pdf)
DOI: https://doi.org/10.30898/1684-1719.2023.5.8
УДК: 621.391.82; 621.31
МЕТОДИКА И СРЕДСТВА ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ КОНДУКТИВНЫХ ПОМЕХ
ОТ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ В УСЛОВИЯХ ЭКСПЛУАТАЦИИ
З.М. Гизатуллин, Р.М. Гизатуллин, Р.Р. Мубараков
Казанский национальный исследовательский технический университет
им. А.Н. Туполева-КАИ, 420111, г. Казань, ул. К. Маркса, д.10
Статья поступила в редакцию 15 марта 2023 г.
Аннотация. Широкое применение преобразователей электроэнергии, работающих на высоких частотах и обладающих улучшенными массогабаритными показателями, обостряет проблему внутрисистемной электромагнитной совместимости технических систем. При этом, часто, задачи электромагнитной совместимости проявляются только уже в условиях полного монтажа и эксплуатации. Поэтому, целью данной работы является разработка методики и средств для исследования кондуктивных помех от преобразователей электроэнергии в условиях эксплуатации. Создан емкостной датчик для измерения кондуктивных помех в корпусе преобразователя электроэнергии и в проводящих элементах конструкции технических систем. Приведены примеры исследования кондуктивных помех от импульсного источника электропитания во временной и частотной областях. Предложена схемотехническая модель и проведен расчет реальных параметров кондуктивных помех. В рассмотренном примере амплитуда помех достигает нескольких десятых долей вольта, и существенная часть энергии находится в диапазоне до 10 МГц. Представлены зависимости снижения амплитуды кондуктивных помех от расстояния до источника. Помехи без существенного ослабления могут распространяться до нескольких метров по проводящим элементам конструкции. При этом с увеличение расстояния увеличивается колебания напряжения на переднем и заднем фронте импульсов. Предложенную методику и средства можно использовать для исследования возможных путей распространения и параметров кондуктивных помех от разных источников в области их эксплуатации, а также для оценки эффективности принимаемых мер по снижению помех.
Ключевые слова: преобразователь электроэнергии, импульсный источник электропитания, кондуктивная помеха, электромагнитная совместимость, методика, измерение, ёмкостной датчик, схемотехническая модель.
Финансирование: исследование выполнено за счет гранта Российского научного фонда №22-29-20092, https://rscf.ru/project/22-29-20092/ и Кабинета Министров Республики Татарстан.
Автор для переписки: Гизатуллин Зиннур Марселевич, zmgizatullin@kai.ru
Литература
1. Шустов М.А. Преобразователи напряжения. Практическая схемотехника. Москва, Додека XXI век. 2007. 192 с.
2. Мелешин В.И. Управление транзисторными преобразователями энергии. Москва, Техносфера. 2011. 576 с.
3. Ланцов В., Эраносян C. Электромагнитная совместимость импульсных источников питания: проблемы и пути их решения. Силовая электроника. 2006. №4. С.58-64.
4. Загородских Е.В. Об источниках кондуктивной помехоэмиссии при проектировании мостового инвертора напряжения. Технологии электромагнитной совместимости. 2016. №1. C.41-48.
5. Гизатуллин З.М. Электромагнитная совместимость электронных средств объектов электроэнергетики при внешних электромагнитных воздействиях по сети питания. Известия высших учебных заведений. Проблемы энергетики. 2007. №9-10. С.37-45.
6. Gizatullin R., Suetina T. Noise Immunity of Computer Equipment with Dynamic Changes in Power Supply Voltage. 2019 International Multi-Conference on Industrial Engineering and Modern Technologies, FarEastCon 2019. Vladivostok. 2019. P.8934266. https://doi.org/10.1109/FarEastCon.2019.8934266
7. Williams T., Armstrong K. EMC for Product Designers. Oxford, Newnes. 2016. 552 p.
8. Сафина Р.М., Шкиндеров М.С., Мубараков Р.Р. Помехоустойчивость систем контроля и управления доступом в здания при воздействии электромагнитных помех по сети электропитания. Журнал радиоэлектроники [электронный журнал]. 2021. №6. https://doi.org/10.30898/1684-1719.2021.6.9
9. Ляшева М.М., Ляшева С.А., Шлеймович М.П. Фильтрация изображений с использованием пороговой обработки весовых моделей. Научно-технический вестник Поволжья. 2022. №10. С.18-21.
10. Ляшева М.М., Ляшева С.А., Шлеймович М.П. Первичная обработка изображения с использованием весовой модели. Научно-технический вестник Поволжья. 2022. №6. С.33-36.
11. Гизатуллин Р.М., Дроздиков В.А., Константинов Э.С. Моделирование функционирования элементов электронных систем БПЛА при воздействии излучаемых электромагнитных помех высоковольтной линии электропередачи. Вестник Казанского государственного энергетического университета. 2019. Т.11. №4(44). С.13-21.
12. Загородских Е.В. Кондуктивная помехоэмиссия в двухтактных преобразователях с жестким и мягким переключением. Силовая электроника. 2019. №2. С.62-65.
13. Gizatullin Z., Nuriev M. Modeling the Electromagnetic Compatibility of Electronic Means under the Influence of Interference Through the Power Supply Network. 2022 International Conference on Industrial Engineering, Applications and Manufacturing, ICIEAM 2022. Sochi. 2022. P.321-326. https://doi.org/10.1109/ICIEAM54945.2022.9787186
14. Жук Д.М., Маничев В.Б., Ильницкий А.О. Методы и алгоритмы решения дифференциально-алгебраических уравнений для моделирования систем и объектов во временной области. Информационные технологии. 2010. №7. С.16-24.
15. Gizatullin Z., Mubarakov R. Technique for Research of Conducted Interference from Power Converters in Operating Conditions. 2022 International Russian Automation Conference (RusAutoCon). 2022. P.145-149. https://doi.org/10.1109/RusAutoCon54946.2022.9896342
16. Гизатуллин З.М., Мубараков Р.Р. Анализ излучаемых электромагнитных помех от преобразователей электроэнергии в условиях эксплуатации. Вестник Казанского государственного энергетического университета. 2022. Т.14. №2(54). С.29-39.
17. Газизов Т.Р., Заболоцкий А.М., Мелкозеров А.О. и др. Пути решения актуальных проблем проектирования радиоэлектронных средств с учетом электромагнитной совместимости. Техника радиосвязи. 2014. №2(22). С.11-22.
18. Кириллов В.Ю., Жуков П.А., Торлупа А.А. Применение радиопоглощающих материалов для ослабления высокочастотных помех в электрических цепях электротехнических комплексов летательных аппаратов. Электричество. 2022. №4. С.66-71.
19. Алхадж Х.А., Квасников А.А., Куксенко С.П., Газизов Т.Р. Верификация моделирования проводных антенн методом моментов. Журнал радиоэлектроники [электронный журнал]. 2021. №11. https://doi.org/10.30898/1684-1719.2021.11.1
20. Gibadullin R.F., Nikonorov V.V. Development of the System for Automated Incident Management Based on Open-Source Software. 2021 International Russian Automation Conference (RusAutoCon). 2021. P.521-525. https://doi.org/10.1109/RusAutoCon52004.2021.9537385
21. Жечев Е.С., Черникова Е.Б., Белоусов А.О., Газизов Т.Р. Экспериментальные исследования зеркально-симметричного модального фильтра во временной и частотной областях. Системы управления, связи и безопасности. 2019. №2. С.162-179.
Для цитирования:
Гизатуллин З.М., Гизатуллин Р.М., Мубараков Р.Р. Методика и средства для исследования кондуктивных помех от преобразователей электроэнергии в условиях эксплуатации. Журнал радиоэлектроники [электронный журнал]. 2023. №5. https://doi.org/10.30898/1684-1719.2023.5.8