独立平台子系统间传导干扰对消关键技术研究

独立平台采用综合电力集成技术，其中大容量电力电子设备产生的传导电磁干扰，不仅恶化了系统电能质量，而且会导致系统间电磁不兼容，严重影响平台可靠性和生命力。本项目拟以舰船独立平台为应用背景，重点研究大功率电力电子设备开关频率谐波干扰的抑制，以大功率变频器对语音通信系统的共地耦合和回路耦合干扰为例，研究子系统间的传导干扰对消方法，并在此基础上探索电力系统内大功率滤波电感的工频磁场对消设计方法。通过理论分析、计算机仿真及模拟实验相结合的方法，深入揭示系统间传导电磁干扰的耦合机理，建立系统间大尺度、多介质回路耦合和共地耦合模型；结合电磁场、信号处理等技术理论，确定干扰信号的提取方法及非线性频变系统中的对消信号控制策略，探索传导电磁干扰对消的实现方法和技术手段，并验证对消方案的可行性与有效性；为解决独立平台中的传导电磁干扰问题提供新思路、新方法，克服传统干扰抑制方法的不足，提高系统的整体集成效益。

独立平台采用综合电力集成技术，其中大容量电力电子设备产生的传导电磁干扰，不仅恶化了系统电能质量，而且会导致系统间电磁不兼容，严重影响平台可靠性和生命力。本项目以包含诸多大功率电力电子变流设备及敏感系统和装置的典型独立移动平台—舰船系统为研究对象，针对独立平台电力系统大功率变流设备引起的强弱电系统间电磁兼容问题和电能质量问题，从系统的层次来研究干扰的传播及影响；.本项目借鉴通信系统中消除同平台干扰的反相对消思想，以舰船独立平台中大功率变频器对语音通信系统的共地耦合和回路耦合干扰为例，研究了子系统间的传导干扰对消关键技术，并在此基础上探索电力系统内大功率滤波电感的工频磁场对消设计方法。.本项目通过理论分析、计算机仿真及模拟实验相结合的方法，深入揭示了系统间传导电磁干扰的耦合机理，建立了共平台子系统间的回路耦合和共地耦合模型；结合电磁场、信号处理等技术理论，确定了干扰信号的提取方法及非线性频变系统中的对消信号控制策略，探索传导电磁干扰对消的实现方法和技术手段，并验证了对消方案的可行性与有效性；.主要研究成果有：.（1）建立了独立系统传导电磁干扰模型，以舰船独立供电系统为研究对象，建立了相应的等效电路描述大功率变频器的干扰特性；综合考虑回路结构、导体材料等多种因素作用，确定了系统间可能存在的主要回路干扰耦合途径和耦合方式； .（2）针对传导干扰电流测量及其对消抑制问题，设计了用于复杂电磁环境下高幅值宽频段传导干扰电流测量的PCB型罗氏线圈电流传感器，系统研究了传导电磁干扰对消抑制方法的一般原理及关键技术，搭建了基于不控三相整流桥的互感与共地干扰耦合回路，研究了不同耦合方式中对消系统各环节实现方法，通过回路中耦合干扰对弱信号传输影响及干扰对消抑制效果分析说明了传导电磁干扰对消抑制方法的有效性。与接地、滤波等方法相比，对消抑制方法可抑制低频和同频干扰且不影响工作信号的有效传输。.（3）基于对消思想，研究了带磁通补偿的变压器结构大容量滤波电感设计方法,搭建了小型变压器结构的滤波电感模型并通过实验证明了对消方法实现电感选频特性的可行性。选频对消滤波电感可用于大容量变流设备的无源滤波器设计，有望解决大功率系统中滤波电感容量与电能传输效率的矛盾。.本项目的研究成果为解决独立平台中的传导电磁干扰问题提供了新思路、新方法，克服传统干扰抑制方法的不足，提高了系统的整体集成效益。