电磁炉故障分析

电磁炉故障分析（共15篇）

1.电磁炉故障分析 篇一

商用电磁炉优势分析

一直以来，大部分的经销商和客户介绍电磁炉产品的时候，都主要突出的是商用电磁炉的省钱优势，其实省钱只是商用电磁炉优势的一点而已，商用电磁炉的优势，还体现在安全、健康、低碳等方面！

1、对于安全来说：

用电磁灶，消防系统是很容易通过的。商用厨房，涉及到可燃介质都要经过消防系统的审查，他说通不过就必须要整改。一年检查好几次。有客户说，一年光消防检查，都要塞给消防好几万。这个你懂得。呵呵~

曾经有人说了一句很感性的话。他说：我每天天经过厨房，听见啪啪打火的声音，我心里就很不安啊，这是在玩火啊。玩火会导致什么后果？玩火自焚啊！现在厨房发生火灾及爆炸的事情太多了，死一两个人，已经不算是什么新闻了。一旦着火，那毕生的付出全毁了，弄不好，还有可能会坐监。这个时候钱根本不重要了，多花点钱有什么关系呢，起码可以买个安心。

2、对于改善厨师环境来说：

厨师是最累的职业之一，整天生活在闷热潮湿的厨房之中，因此厨师的流动率很高。现在厨师偏低龄化，都是80后、90后。对工作环境的诉求比对工资的诉求更高。改善厨师的工作环境，可以减少厨师人才的流动率。

据调查，厨师的寿命是最短的，其次是交警，交警寿命比较短的原因主要是经常吸汽车尾气，而厨师寿命较低的原因则是厨房内的高温、高湿、高噪音、油烟、燃气燃油废气等环境影响，可见厨师的生存环境是多么的恶劣。

3、对于节能减排的行业发展趋势

一个液化气商业炉灶每天耗能量相当于7.23辆2.0轿车；一个天然气商业炉灶耗能量相当于6.23辆2.0轿车；我国现有约500万家餐饮企业，一个炉灶消耗标准煤20kg，则商业厨房全年消耗能源为2.19亿吨标准煤。远远超过了全国汽车耗能。商业厨房节能降排的变革趋势已经不可更改。目前，家庭厨房特别是商业油气厨房的耗能问题引起了政府有关部门的关注！

拓鑫牌商用电磁炉

2.电磁炉故障分析 篇二

在供水系统中, 不论是从管理工序为目的, 还是从经济利益为出发点, 对各个工艺过程的流量检测是一个重要的测量手段。因此, 流量仪表必须具备及时稳定、准确可靠的特性, 鉴于此, 我们常使用电磁流量计来进行水量测量。

1 电磁流量计的组成

电磁流量计由电磁流量传感器和电磁流量转换器组成, 并连接显示、记录、积算、调节仪表或计算机网络, 构成流量的测量系统。

电磁流量传感器安装在流体传输工艺管道上, 用来将导电液体的流速 (流量) 线性地变换成感应电势信号。电磁流量转换器向传感器提供工作磁场的励磁电流, 并接受感应电势信号, 将流速 (流量) 信号进行放大、处理并转换为统一的、标准的电流信号以及其他通讯信号, 供指示仪表、记录仪表、调节仪表和计算机网络实现对流量的远距离指示、记录、积算、控制与调节。

2 电磁流量传感器的工作原理

电磁流量计是利用法拉第电磁感应定律的原理制造的。

我们把在管道内流动的导电液体流动看成导体的运动。当管道置于磁场内, 在与磁场方向、管道的中心轴、管道的直径三者互相垂直的管道位置, 装两个与液体相接触的电极 (如图2) , 管道的直径磁通方向B可以看成导体的长度, 当液体在管道内流动时, 就可以看成导体在磁场内做切割磁力线运动。这时, 两电极间就产生出感应电动势来。根据法拉第电磁感应定律, 当磁场强度B一定时, 测得的感应电动势E的大小与管道内流体的流速V成正比。

即 E=BDV

而对于流过一定管径的流体而言, 其瞬时体积流量为:

故而得出:Q=π/4*D*E/B

即当磁场强度B一定时, 流过直径为D的管道内的流体体积流量与电极两端所测得的电动势E的大小成正比。

3 电磁流量计的故障分析

电磁流量计在运行中产生的故障一般分两类。一类为仪表本身故障, 即仪表结构件或元器件损坏引得故障;另一类为外界原因引起的故障, 如安装不妥造成流动畸变, 沉积和结垢或环境条件变化出现新干扰源等。下面就几种常见故障进行分析。

3.1 管道系统和安装

通常是电磁流量传感器安装位置不正确引起的故障。常见的有传感器前直管段不符合要求, 当上游侧泵或阀的工作状态产生变化时, 流体产生扰动, 影响到传感器的测量状态;将流量传感器安装在易积聚潴留气体的管网高点;流量传感器后无背压, 液体径直排入大气, 形成其测量管内非满管;装在自上向下流的垂直管道上, 可能出现排空等原因。

3.2 周围环境

主要是管道杂散电流干扰, 空间电磁波干扰, 大电机磁场干扰等。对管道杂散电流干扰通常采取良好的单独接地保护。如管道有强杂散电流, 须采取流量传感器与管道绝缘的措施。空间电磁波干扰一般经信号电缆引入, 通常采用单层或多层屏蔽予以保护。

3.3 流体方面

如果流体内含有大量气泡, 会使信号输出波动, 若气泡大到流过电极遮盖整个电极表面, 使电极信号回路瞬时断开, 输出信号将产生更大的波动;如果两种电导率不同的混合液体在未均匀混合前即进入流量传感器进行流量测量, 输出信号亦会产生波动。

3.4 管道内壁附着层

当电磁流量计测量含悬浮物较高或较脏的流体流量时, 污物容易附着在管道内壁, 使电极被覆盖。若附着层电导率与液体电导率相近, 仪表还能正常输出信号, 只是改变流通面积形成测量误差;若是高电导率附着层, 电极间电动势将被短路;若是绝缘性附着层, 电极表面被绝缘而断开测量电路。后两种现象均会使仪表无法工作。

3.5 雷电击

雷电击在线路中感应瞬时高电压和浪涌电流, 进入仪表就会损坏仪表。雷电击损坏仪表有三条引入途径:电源线、传感器与转换器之间的流量信号线和励磁线。不过引起故障的感应瞬时高电压和浪涌电流大部分是从控制室电源线路引入的 (控制室其他仪表也常常同时出现雷击事故) , 因此, 设置控制室仪表电源线防雷设施是非常重要的。

3.6 仪表井进水

仪表井进水, 使接线盒长期浸水, 造成输入端子短路, 使输出为零。此时如能及时将水排掉, 晾干接线端子, 去掉锈迹, 然后接好端子线, 仪表还可恢复运行。如果经过严重的长期浸泡, 传感器的励磁线圈将有可能被烧坏, 仪表就不能修复。

3.7 接线

接线端子松动, 电缆屏蔽不好, 屏蔽线接地, 造成仪表显示不准。

4 电磁流量计的故障现象与检查

电磁流量计常见故障现象有:无流量信号;输出晃动;零点不稳;流量测量值与应用参比值不符;输出信号超满度值等。

4.1 无流量信号输出

(1) 查电源及连接电缆系统完好性。

检查转换器电源、励磁电流熔丝, 或置换整个电源线路板。查连接励磁系统和信号系统的电缆是否完好, 接点是否正确。

(2) 查液体流动方向和管内流体充满性。

液体流动方向必须与传感器壳体上箭头方向一致, 如果管道内流体不满管, 应在流量计下游侧加装U形弯。

(3) 查传感器完好性和测量管内壁状况。

先检查各接线端子和励磁线圈的完好性。用万用表测线圈电阻及线圈对地电阻, 查线圈是否断开或匝间短路, 线圈及其端子绝缘是否下降。此类故障通常是由于仪表井进水, 使电气接线盒浸水造成的。再查测量电极接触电阻, 以判断电极状况。

(4) 查转换器故障。

一般采用更换线路板来排除故障。

4.2 输出晃动

(1) 被测流体本身是波动或脉动的, 非流量计自身的故障。是流量计上游动力源 (如水泵) 或下游阀门开度改变引起的波动。待工艺过程平稳后输出会稳定下来。

(2) 管道未充满液体或液体中含有气泡, 原因是传感器下游无背压或背压不足, 也可能是上游水泵吸入空气, 可在流量计下游侧加装U形弯并装排气阀。

(3) 外界电磁干扰, 干扰源主要有管道杂散电流、静电、电磁波和磁场。检查传感器是否良好的接地, 通常接地电阻要小于10 Ω (或100 Ω) ;将电磁流量传感器与其管道之间作电气绝缘隔离;检查传感器与转换器之间的信号线是否良好屏蔽, 电缆是否置于保护钢管内;移近转换器与传感器之间的距离, 缩短连接电缆长度;排除强干扰源。

4.3 零点不稳定

(1) 管道未充满液体或液体中含有气泡。

(2) 主观上认为管系液体无流动而实际上存在微小流动;其实不是电磁流量计故障, 而是如实反映流动状况的误解。

(3) 受杂散电流等外界干扰传感器接地不完善。

(4) 液体电导率变化或不均匀, 在静止时会使零点变动。因此, 流量计位置应远离注入药液点或管道化学反应段下游;若液体内杂质沉积测量管内壁, 测量电极被覆盖, 也可能造成零点变动。

(5) 检查信号线绝缘情况。先检查信号电缆, 再检查接线端子, 然后再检查电极的绝缘电阻。当管内充满液体时, 用万用表分别测量每一电极与接地点之间的电阻, 两电极对地电阻之差应在10%～20%之间。放空测量管, 电极与地间的阻值必须在100 MΩ以上。

4.4 流量测量值与应用参比值不符

(1) 转换器设定值不正确。调出仪表菜单, 检查仪表常数、管道口径和计量单位等设定值, 调整转换器零点和量程。

(2) 查管道充液状况和是否含有气泡。

(3) 未处理好信号电缆或使用过程中电缆绝缘下降。

(4) 传感器上游流动状况不符合要求, 直管段长度不够。

(5) 传感器极间电阻变化或电极绝缘下降。

(6) 所测量管系存在未纳入考核的流入/流出值。

4.5 输出信号超满度值

(1) 确认故障位置。将转换器两信号输入端子和功能地端子短路, 观察转换器输出信号是否到零。若能到零, 则故障不在转换器;若不能到零, 则转换器错误。

(2) 传感器或连接电缆故障。电极间无液体连通, 电缆断开或接线错误都会造成信号回路断开, 使输出超满度。

(3) 转换器方面, 检查转换器仪表常数和各参数是否符合, 核对与传感器是否配套, 试换备用线路板检查各单元线路故障。

5 结束语

随着工业技术的不断进步, 电磁流量计的生产工艺日趋成熟, 仪表的防护等级越来越高, 仪表的使用性能更加可靠, 所以, 从目前情况来看, 电磁流量计本身一般不发生故障。

因此, 如果我们掌握了以上所述电磁流量计的各种类型的故障现象及其原因, 在安装和使用时严格按标准进行, 就可以很轻松地对电磁流量计进行使用和维护了。

摘要：阐述了电磁流量计的组成及工作原理, 具体分析了电磁流量计在使用过程中常见的故障现象及原因, 并提出了相应的措施。

关键词：电磁流量计,传感器,转换器,故障

参考文献

[1]王绍纯.自动检测技术[M].第2版.北京:冶金工业出版社, 1995.

[2]梁国伟, 蔡武昌.流量测量技术及仪表[M].北京:机械工业出版社, 2002.6.

3.电磁炉故障分析 篇三

摘 要：本文主要介绍了某型电磁继电器一种金属多余物产生及导致失效的故障模式，通过故障树分析法对继电器生产过程分析，确定了多余物产生的根本原因，采取了有效措施避免类似故障重复发生。

关键词：电磁继电器；失效；多余物；工艺改进

电磁继电器是一种由控制电流通过线圈时产生的电磁吸力来驱动磁路中的可动部分，从而实现触点的开、闭或转换功能的控制元件，其结构较为复杂。所以在电子设备中，电磁继电器属于失效率比较高的元器件。例如，1971 年日本发射第一颗科学卫星，共用了1400个电子元器件，其中，继电器仅占 0.9%，但其失效数量占到元器件失效总数的 4.7%。内部存在可动多余物，是引起电磁继电器失效的主要失效模式之一。

1 背景介绍及故障分析方法

上海航天设备制造总厂某型产品使用国内生产的电磁继电器，连续4个月内发生多个继电器失效，失效现象都为继电器内部发现多余物。按照航天质量管理要求，对连续发生的多起产品质量问题进行了“归零”。由于连续出现质量问题，用户方代表也对前期已交付产品质量情况产生了怀疑，为消除用户担心，避免发生更多的质量问题，需找出问题根本原因，采取有效措施，确保交付产品质量可靠。

故障树分析（Fault Tree Analysis，FTA）技术是1962年在美国贝尔电报公司的电话实验室开发的。它采用逻辑的方法，可以形象地进行故障的分析，特点是直观、明了，思路清晰，逻辑性强，不仅可以作定性分析，还可作定量分析，体现了以系统工程方法研究安全问题的系统性、准确性和预测性，是安全系统工程的主要分析方法之一。

本文即利用故障树分析法，对该单位承制型号产品中出现电气继电器失效问题进行分析，找出故障点，分析失效机理，提出了具体改进措施，保证交付产品的质量可靠。

2 故障原因分析

此次失效的继电器为4组触点（原理见图1），密封式电磁继电器，工作电压DC24V。主要故障现象为继电器加电后仅有1组导通。根据电磁继电器内部结构及设计原理，建立故障树如图2。

2.1 故障因素排查 复查继电器生产的工艺文件，其中未明确整件尺寸测试点，仅要求使用游标卡尺测量整件外形尺寸。由于检查位置不在熔瘤突出点（见图3），测量数据未能反映整件的最大尺寸，导致套壳时整件与外壳刮蹭产生多余物。因此不能排除因素X7。

通过复查继电器的装配班组人员，其人员相对稳定且都经过考核培训，具有多年实践经验，没有新的人员。开壳检查不同人员装配的不同批次产品，均发现个别继电器有不同程度划伤。与人员操作不当无关，可以排除因素X8。

2.2 故障排查结论 综上所述，继电器内的金属多余物是由于继电器工艺控制不到位，整件焊接时侧板处焊瘤突出，使得整件最大尺寸超出了外壳内腔尺寸，继电器装配时两者产生刮蹭产生多余物。

2.3 故障复现工作 取继电器现场装配的电磁系统1件，测试一侧残余熔瘤高出轭铁面约为0.1，另一侧高出约0.06mm，测试电磁系统的整件尺寸为30.65，点焊整件后完全模拟装配套壳，拆壳后发现外壳一侧已有划痕，末端划痕处有明显金属多余物。电磁系统点焊熔瘤尺寸超差而导致套壳时刮蹭外壳内壁产生多余物的故障可以复现。通过故障复现工作可以说明故障树分析准确、排查结论正确。

3 主要采取的改进措施

3.1 已交付继电器处理措施 通过对故障原因的排查分析和故障复现工作，说明前期按照此工艺方法生产装配的继电器都有可能存在类似的失效模式，最终确定将已交付用户使用的所有批次继电器全部召回。

3.2 整件检测方法改进 整件检测套的结构简图见图4，主要是以底板外形尺寸为基准，检查整件最大外形尺寸。此方法能够及时有效地剔除不合格品，不会造成整件外形尺寸的漏检及误判，有效保证整件与外壳间的配合间隙。

经试验验证，继电器开盖检查，按照改进后的方法生产的继电器没有出现外壳被划伤的现象，说明此问题彻底得到了解决。

4 结语

电磁继电器属于失效率比较高的元器件，内部存在可动多余物，是引起电磁继电器失效的主要失效模式之一，本文使用故障树分析法，对实际生产过程中出现的一种金属多余物造成失效的故障模式进行了详细分析，采取了有效的应对措施。彻底消除了一类故障模式，提高了电磁继电器可靠性，同时也提供了一种可以借鉴的故障分析方法。

参考文献：

[1]孔学东，恩云飞.电子元器件失效分析与典型案例[M].北京：国防工业出版社，2006.

[2]郑世才，胥维勋，孙永玲，等.新的PIND检验技术[J].航天制造技术，2003（1）：69.

4.机载天线电磁兼容分析 篇四

学号：2011201270

专业：电磁场与微波技术

机载天线的电磁兼容性分析

姓名：周慧

学号：2011201270 摘 要：天线布局和电磁兼容是机载系统设计的关键性问题。针对机载天线的特点，本文对机载天线的电磁兼容性的核心问题和主要解决途径进行了简要介绍，对常用的有限元法、物理光学、几何光学等天线电磁兼容技术分析方法进行了比较，结合机载天线的布局问题综合分析机载天线的电磁兼容技术。关 键 词：机载天线 ；电磁兼容 ；天线布局

一、引言

随着当今科学技术的不断进步，航空军用电子设备已成为C3I 系统实施指挥和获取情报的重要手段。预警机是情报、通讯、指挥和控制中心，要实现这些战术指标，就必然要在飞机这么一个有限的空间里布置大量的电子电气设备。飞机作为一个指挥控制单元，其工作频谱覆盖范围从甚低频（VLF）到超高频（UHF），在大功率高频（HF）和超高频（UHF）设备产生并通过天线辐射的电磁环境中，保证机载设备的兼容性是相当重要而复杂的问题。在飞机系统的研制、生产和安装过程中有必要研究其变化后的电磁环境，对其兼容性状态进行分析，从而保证机载系统的正常工作。

机载通信系统中，由于系统中无线通信设备比较多，而且还要综合考虑飞机的飞行性能，安放天线的位置就受到一定的局限，因此系统中EMC 的问题尤为突出，在无法摆脱自身设备EMC的前提下，要降低这种干扰只能通过天线布局的方法，通过降低各天线对间的耦合度达到减小干扰的目的。

研究飞机天线系统的电磁兼容性的关键就是确定机载天线的辐射特性，得到其辐射方向图。确定机载天线的辐射特性可以通过实验的方法，如利用暗室和飞机模型测试数据，但是这样会浪费大量的人力、物力和财力，因此研制机载天线系统电磁兼容预测分析软件己成为当务之急。EMC预测分析的目标是评估全机的电磁兼容性状态，分析是否存在电磁干扰，以便于总体采取措施排除，尽量减少干扰问题的出现，确定关键性区域和关键性设备，确定干扰测试的重点，并为今后系统及设备设计和系统使用提供数据。

二、机载天线电磁兼容的基本理论

天线的电磁兼容，指天线或天线系统在共同的电磁环境中，其自身性能既不下降又不影响其它天线性能的一种共存状态。即某一设备上的天线既不会由于受

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到处于同一电磁环境中的天线布局、载体、邻近散射体和其它天线的影响而遭受不允许的性能降低，也不会使同一电磁环境中其它天线性能遭受不允许的性能降低。值得指出的是，电磁环境除了包括安装天线的平台、平台上的其它天线、遮挡物、突出金属物以外，在这里还特别增加了一项“邻近散射体”。这里所说的邻近散射体，包括了邻近载体、地形地物和海面等。

从广义上讲，机载天线的电磁兼容性包含有两个基本概念，辐射限制和抗扰度限制。辐射限制是指在不需要的空间和不需要的频段上其辐射量的控制。抗扰度限制是指天线自身对恶意发射与难以避免的反射、散射、漏射、绕射、杂乱漫射、传导等电磁能量的响应能力。

三、机载天线电磁兼容的技术重点

机载天线对整个系统的电磁兼容性能影响非常明显。这主要是因为天线具有如下两个特点：

1、天线的功能是完成电磁能量从“场”到“路”的双向转换，即将空间中的电磁场能量接收至传输线内成为导波，或将传输线内的导波辐射至空间形成电磁波。

2、多数天线辐射能量大、接收灵敏度高。相对于导线、设备、孔缝等无意辐射源，天线辐射能量要大若干个数量级。

本质上讲，机载天线的电磁兼容的核心问题就是辐射限制和抗扰度限制。因此解决天线的电磁兼容应从以下三个方面着手：电磁兼容实现手段、电磁兼容效果计算分析和天线布局优化设计。

1、电磁兼容实现手段

目前实现天线之间电磁兼容的主要手段，是通过增加天线之间的隔离度削弱天线间的相互影响，而衡量天线之间相互影响强度的指标即天线的隔离度，机载天线之间的隔离度是描述天线之间耦合的一种方式，它充分反应了天线的方向性、增益、极化状态、带内带外特性和天线之间的空间对收发天线间能量耦合的贡献。为准确表达天线间的隔离程度，将发射天线的发射功率Pta与接收天线所接收的功率Pra的比值定义为天线隔离度（Pra为Pta经过各种衰减后被接收天线所接收的功率值），通常在工程应用中，以dB 为单位表示，即：

L(dB)10lgPta

（1）Pra当2个天线均处于彼此远区场的情况下，其能量耦合主要通过辐射场实现。

设发射天线发射功率为P ta，增益为Gt，接收天线的接收功率为Pra，增益

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为Gr。接收天线与发射天线间的距离为D，一般情况下，收发天线直视时的天线隔离度可由公式（1）所表达的物理意义求解。当收发天线外形尺寸与D 相比较小时，收发天线均可近似被认为是具有一定方向性的点源，则发射天线发出的电磁波可被近似为球面波，且在接收天线处可视作平面波，此时天线隔离度可表示为：

L(dB)LGG

（2）

dtr4D式中，L20lg为收发天线直视情况下的空间隔离，Ld由收发天线间的距d离D和分析波长λ等因素决定，Gt为发射天线在接收方向的天线增益，应根据收发天线的相对位置从机载发射天线增益方向图中读取；Gr为机载接收天线在发射方向的天线增益，应根据收发天线的相对位置从天线增益方向图中读取。

当收发天线之间的极化不完全匹配时，还要考虑极化失配带来的隔离度LP这一项，即总的天线隔离度为：

L(dB)LGGL

（3）

dtrp如果天线不能同时满足位于彼此的远区场，则2天线之间的相互干扰主要不是通过辐射场进行的，而是通过近区束缚场或近区感应场实现。

工程上圆极化对垂直极化或水平极化的损耗为3dB左右，垂直极化和水平极化间的失配损耗为20-35dB，由于机身表面天线的安装方位比较复杂，极化失配损耗要比以上2个值要小。

2、电磁兼容效果计算分析

机载天线的电磁兼容实施过程中一个重要的环节，就是以计算机为工具，利用电磁场理论和计算电磁学的相关知识，对天线电磁兼容性的效果进行仿真计算和分析。通常情况下，对单个天线结构的阻抗特性和辐射特性的分析往往采用数值方法，而对于天线之间耦合特性（隔离度）的分析（该文中仅指远场情况下），往往采用高频方法。

随着计算机性能的快速提高，电磁场数值计算技术日益成为应用电磁学领域内的一个研究热点。由于数值计算方法直接以数值的形式代替解析表达式描述和求解电磁场问题，故在理论上只要计算机配置足够高，等待足够的时间，就可以得到以任意精度逼近准确值的几乎所有电磁场问题的解答。常用的数值计算技术包括有限元方法（FEM）、时域有限差分方法（FDTD）和矩量法（MOM）等。

有限元法是非常具有代表性、应用范围广泛的频域数值方法。该方法以变分原理和剖分插值为基础，能处理任意形状的场域、多介质和复杂交界面等情况。其所形成的代数方程系数矩阵具有对称、正定和稀疏性的特征，因而收敛性好，3 / 6

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容易求解。由于具有这些优点，有限元法成为国内外学者的一个研究热点。但是有限元法虽然是一种灵活性强的数值计算方法，但它只适合于最大尺寸约为几个波长以下的物体。所以使用范围也受到一定的局限。

机载天线工作频率一般很高，而飞机一般有十几米到几十米长，因此机载天线系统是电大尺寸系统，对此系统的分析需要应用高频近似技术。高频近似技术是在相当严格的理论基础上发展的一系列近似方法和渐进的高频解析方法，一般可归纳作2 类：一类基于射线光学，包括几何光学（GO）、几何绕射理论（GTD）以及在基础上发展的一致性绕射理论（UTD）等；另一类基于波前光学，包括物理光学（PO）、物理绕射理论（PTD）、等效电磁流方法（ECM）以及增量长度绕射系数法（ILDC）等。

物理光学法是通过对表面感应场的近似和积分来求解散射场的，它克服了平表面和单弯曲表面所出现的无限大的问题。由于感应场保持有限，散射场也就同样有限。

几何光学是研究射线传播的一种理论，它是适用于计算电磁场零波长近似的高频方法。但是几何光学只研究直射、反射和折射问题，它无法解释绕射现象。当几何光学射线遇到任意一种表面不连续的情况，例如边缘、尖顶，或者在向曲面掠入射时，它将不能进入到阴影区。按几何光学理论，阴影区的场应等于零，但实际上阴影区的场并不等于零。为了解除几何光学场的不连续性问题，并对几何光学场计为零的场区中作出适当修正，引入了一种新的射线—绕射线，其对应的理论即几何绕射理论。

几何绕射理论的基本概念可以归结为以下3 点：

1绕射场是沿绕射射线传播的，这种射线的轨迹可以用广义费马原理确定。○2场的局部性原理：在高频极限情况下，反射和绕射这一类现象只取决于○反射点和绕射点临近域的电磁特性和几何特性。

3离开绕射点后的绕射射线仍遵循几何光学的定律。○

3、天线布局优化设计

布局设计首先是天线自身的仿真与设计，其性能指标以能否满足应用要求为先决条件，但这往往还不够。实际中常会遇到这样的情况，单独看这个天线，其各项性能指标均合格，一旦配置到载体上，其主要参数幅度方向图和相位特性将有程度不等的劣化，此时必须对天线进行必要的修改，有时甚至需要重新进行方案论证与选择。

机载天线的布置应遵循如下的4个原则：

1飞机电子系统中各分系统的天线布置应充分发挥各分系统的战技性能，○完成各自所担负的任务。

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2分系统天线间辐射干扰影响尽量小，即尽量减少辐射耦合。○3要充分利用载体的遮档。○4实际天线布局设计是一个综合性的反复调整过程。○下面以一个实际的飞机来综合考虑分析其各天线的布置情况

图 1 某飞机的机载天线布局

1探测雷达天线布置 ○考虑飞机气动力学影响，可采用共形相控阵天线型式，并将天线置于机身两侧和前后。

2GPS天线布置 ○GPS 接收天线，它用于接收卫星信号，因此要安装在机身上方，且尽量远离探测雷达。

3ESM天线布置 ○无源探测（以ESM 为例）频带宽，接收灵敏度高，因此ESM 天线要远离那些落于其工作频带的发射源，故ESM 天线应安装于机身前后位置。

4JTIDS天线布置 ○对JTIDS天线布置考虑应空对空、空对地通信，因此将它安装于机身上下方。5通信天线尤其是V/UHF 天线数量多，频段宽，要考虑减少相互影响，合○理布局。

在初步确定了天线在载体上的布局后，就可进行机载天线耦合干扰及天线方向图的计算机预测与分析，通过不断的调整天线的位置，最终找到最佳的天线布局方案。

四、国内外机载天线布局和EMC的发展动态

西方发达国家早在二战后就对飞机的EMC做了大量的研究工作，特别是美

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国在六七十年代中期对电磁兼容性研究所做的工作，比较全面和系统地考察了航空、航天、航海领域中的电磁兼容机理，并进行了研究和分析，获得了大量的资料和经验，取得了较好的效果。如美军先后研究出F-4，F-15系列飞机EMC分析方法和数学模型，并将其应用于飞机的设计、研制和维修中，取得了许多技术成果和显著的经济效益。海湾战争、科索沃战争及近期的反恐战争等，使各国对美国等西方各种武器的先进性有了更直观的认识，而战争中美国飞机的卓越性能都体现了研究飞机天线系统EMC的价值。

我国在这方面研究起步很晚，与国外相比水平还远远落后，直到70年代后才开始着手研究，而且发展速度缓慢，导致我国与发达国家拉下很大距离。目前，我国已经有一些部门和单位开始重视并从事这方面的工作，实现技术的跨越式发展，可望在不远的未来赶上先进发达国家的水平，从而能够利用EMC控制，使系统和设备与环境相融合，完成对电子设备的一体化设计。

参考文献

5.电磁炉故障分析 篇五

战场电磁环境对无人机系统的干扰分析

提高无人机系统抗电磁干扰能力,是适应信息化战争复杂战场电磁环境的必然要求.从干扰源、干扰设备、干扰途径等不同方面综合分析了复杂战场电磁环境对无人机系统可能存在的电磁干扰,描述了作用机理,对潜在的`危险性作出分析评估,并提出了有效的抗电磁干扰的防护措施.

作 者：宣源 田晓凌 程德胜 巨孝成 汪卫华 XUAN Yuan TIAN Xiao-ling CHENG De-sheng JU Xiao-cheng WANG Wei-hua 作者单位：中国人民解放军炮兵学院,合肥,230031刊 名：装备环境工程 ISTIC英文刊名：EQUIPMENT ENVIRONMENTAL ENGINEERING年，卷(期)：5(1)分类号：V279 X123关键词：无人机 电磁干扰 电磁防护 电磁兼容

6.电磁炉故障分析 篇六

作者：蔡贤生

1 软件无线电概述

软件无线电是1992年由MILTRE公司首次提出的，它的中心思想是.构造一个具有开放性、标准化、模块化的通用硬件平台，将各种功能如工作频段，调制解调类型，数据格式、加密模式、通信协议等用软件编程来完成，并使宽带A/D和D/A转换器尽可能靠近天线，以研制出具有高度灵活性、开放性的新一代无线通信系统，

可以说这种无线电台是可用软件控制和再定义的电台。

软件无线电具有如下的特点：

第一、具有很强的灵活性，软件无线电可以通过增加软件模块来增加新的通信功能。可以通过调用不同的软件，转换不同的通信方式，实现与其他无线电台的通信，并可作为其他电台的射频中继。

第二、具有极强的开放性。软件无线电采用标准化、模块化的结构，其硬件可以随着器件技术的发展而更新或扩展。软件无线电不仅能和新体制电台通信还能与旧体制电台兼容，延长了无线电台的生命周期。

软件无线电的基本结构

软件无线电主要由天线射频前端、宽带A/D-D/A转换器、通用和专用数字信号处理器(DSP)以及各种应用软件组成。

软件无线电的天线一般要覆盖比较宽的频段，要求每个频段的特性均匀，以满足各个频段使用的需要，并采用智能化天线技术。射频前端在发射时主要完成上变频滤波、功率放大等任务。接收时实现滤波、放大、下变频等功能。A/D-D/A转换器主要是实现信号的模拟、数码的互相转换。数字信号处理器(DSP)主要完成基带信号和处理，信号的调制解调各种抗干扰、抗衰落、自适用均衡算法的实现.信号源的编码、解码等。

2 软件无线电EMC分析的工程模型

软件无线电的工作频段可覆盖VHF、UHF等多个频段，具备AM、FM、PM等调制方式以及PSK、FSK等多种数字调制解调方式。软件无线电通信方式的多样性和系统的复杂性，势必增加软件无线电EMC分析的难度。依靠人工计算的方法进行EMC分析已远远不能满足软件无线电系统的要求，必须依靠计算机技术结合软件无线电的特点建立EMC软件分析系统。

软件无线电的核心思想是对天线感应的射频模拟信号尽可能地直接进行数字化，将其变换为适合于数字信号处理器或计算机处理的数据流，然后通过软件(即对数据进行数学处理)来完成无线电台的各种功能。根据这一特点可知，软件无线电数学模型是软件、无线电工程设计以及专用集成电路设计的基础和前提，也是软件无线电理论分析的最佳途径，那么根据干扰三要素建立软件无线电接收机、发射机数学模型和电波传播模型将是EMC分析系统软件的重要工程模型。本文以单通道软件无线电收发信机为例，讨论其数学模型的建立。

所谓单通道收发信机是指电台接收机在同一时刻只能接收选择一个信道的信号进行接收解调分析，同理该无线电台的发射机在同一时刻只能发射一个选择的信道信号进行调解发射。

1.单通道软件无线电接收机数学模型

任何一种调制形式的信号S(n)均可表示为：S(n)=a(n)cos[won+w(n)]

a(n)、w(n)分别为信号的幅度调制分量和相位调制分量，wo为信号(数字)载频或中心频率。如果用正交分量来表示则上式为：

S(n)=I(n)cos(won)-Q(n)sin(won)

式中，I(n)=a(n)cosΨ(n)、Q(n)=a(n)sinΨ (n)

分别称为信号的同相分量和正交分量，

载频wo不含信息，用同相、正交分量即可完全描述给定信号的特征。而对信号进行接收解调的目的实际上也就是提取这两个正交分量。

2、单通道软件无线电发射机数学模型

任何一种无线电信号可表示为

s(t)=a(t)cos[2πfot+Ψ(t)]

式中a(t)、Ψ(t)分别表示信号的幅度调制信息和相位调制信息，fo为信号载频(中心频率)，而频率调制信息也反映在相位调制信息中，即:

f(t)=dΨ(t)

dt

对上式进行数字化，可得：

S(nTs)=a(nTs)cos[2πfonTs+Ψ(nTs)]

式中，Ts=1/fs为采样间隔，上式可简化为：S(n)=a(n)cos[won+Ψ(n)]

式中，wo=2πfonTs为数字角频率，对上式进行正交分解：

S(n)=I(n)cos(won)+Q(n)si(won)

式中，I(n)=a(n)cosΨ(n)，Q(n)=-a(n)sinΨ(n)。

调制的方法是根据调制方式求出I(n)、Q(n)，然后分别与两个正交本振cos(won)、sin(won)调制相乘并求和，即可得到调制信号S(n)。

单通道软件无线电收发信机的数学模型是最简单的软件无线电收发信机数学模型，实际应用中包括并行多通道软件无线电收发信机、信道化软件无线电收发信机等，这些数学模型都是以软件无线电收发信机数学模型为基础建立的。

3.电波传播模型

无线电波传播模型主要用于计算传播损耗，常用的电波传播模型主要有两种，一种是基以经验公式的OM模型，另一种是基于统计的Longiy/Rice模型。本文重点介绍在移动通信工程设计中广泛应用的OM模型(okumura模型)。OM模型适用的范围：频率100MHz-1000MHz基地站天线为数30-200M，移动站天线为数1-10M，传播距离1-20KM的场强预测。

电波传播衰耗中值与工作频率、通信距离、天线高度、地形特征等存在一定的关系。OM模型给出了电波传播的各种衰耗图表，可对信号中值作出预测。(图表略)

(1)准平滑地形市区的信号中值

LT=Lbs+Am(f、d)-Hb(hb、d)-Hm(hm、f)

式中，Lbs为自由空间的传播衰耗

Lbs=32.45+20lgd+201gf

式中Am(f、d)是基本损耗中值

Hb(hb、d)是基地站天线高度的增益因子

Hm(hm、f)是移动台天线高度的增益因子。这三个数值可由OM模型相关图表资料查得。

(2)任意地形地物情况下的传播衰耗中值：

LA=LT-KT

LT为能平滑地形市区的传播衰耗中值；

KT为地形地物的修正因子，可由OM模型的相关图表查得。

根据电波传播模型、软件无线电发射机、接收机数学模型，以及相关的频率、台站、设备、监测数据库等。通过计算机编程分析，可对场强、干扰进行预测实现EMC分析。

软件无线电概念最早是为军事通信的互联互通问题而提出来的。经过近十年来的迅速发展，软件无线电己从军事领域的演示阶段发展成为现代移动通信(特别是第三代移动通信)的基石。软件无线电突破了传统无线电台的局限性可在同一硬件平台上通过选用不同的应用软件改变通信方式，满足不同环境不同通信用途的需要。软件无线电可以说是EMC技术的发展和延伸。一方面软件无线电能根据不同通信要求主动兼容多种通信体制，提高频谱利用率，另一方面能根据所处电磁环境的情况，对调制方式，天馈系统等作出选择调整，提高系统抗干扰能力。软件无线电是在一定程度上的积极的电磁兼容。

7.电磁炉故障分析 篇七

粤港供水公司沿线各泵站使用的是6/10kV中置式开关柜,开关柜配的VD4型真空断路器是ABB公司生产的一种中压真空断路器。该断路器自投用以来,发生了多起合闸闭锁电磁铁线圈烧焦及烧断事故,使真空断路器处于闭锁状态,机械、电动操作均不能合闸,严重影响了供水生产,同时也增加了维修人员的工作量。曾经有一种观点认为,故障原因是断路器操作过程中因位置接点的抖动引起电磁铁的自感电势过高,进而引起电流过大,烧断线圈。笔者试验发现,将手车由工作位置拉至试验位置或由试验位置拉至工作位置时,进行合闸操作,断路器不能合闸。由此判断线圈烧焦、烧断是在手车位置改变时发生的,因而上述看法并不正确。

2 闭锁电磁铁作用

VD4型真空断路器采用弹簧储能操作机构,配有防误合闸闭锁装置,实际上该断路器是通过合闸闭锁电磁铁Y1来实现电气及机械闭锁功能的。当断路器处于合闸状态或断路器手车在非试验、非工作位置时,通过辅助开关S3、S8、S9接点断开闭锁电磁铁回路,电磁铁不带电,此时断路器处于闭锁状态,电气及机械操作均不能合闸;当断路器处于分闸状态,且手车在试验位置或工作位置时,闭锁电磁铁带电,断路器无闭锁,此时电气及机械均可进行合闸操作。

3 故障分析

3.1 故障线圈的特征

测量发生故障的合闸闭锁电磁铁,绝缘没有击穿。卸下电磁铁线圈,发现线圈内部缠绕的漆包线有数处出现烧焦现象,初步判断是因流过线圈的电流过大造成。漆包线烧焦的长度在2～30mm范围,其余部位没有烧焦变黄,说明漆包线过流的时间并不长,而是由于线径较小部位瞬间通过较大电流,过热而烧焦漆包线。

3.2 线圈正常载流范围

闭锁电磁铁线圈漆包线的线径为0.12mm,绝缘电阻不小于100MΩ,线圈的直流电阻在1.9～2.1kΩ之间,电感约为0.05mH,额定电压为DC 110V。电磁铁带电吸合时,通过线圈的电流I为0.055A。对该线圈的漆包线进行通电试验,在通过400mA电流时仍未出现发热现象,这表明线圈长时间通过55mA的电流,其载流量应在允许范围之内,线圈长时间通电并不是造成线圈烧焦的直接原因。

3.3 原因分析及解决方法

初步判断线圈烧焦的原因有2种:(1)电路突然失电,产生较大的自感应电势,造成绕圈过电流;(2)外部过电压,引起线圈过电流。

原因(1)分析:实际闭锁控制电路,并没有大的电感器件,线圈本身的电感较小。分析如图1所示电路可知,当手车由工作位置拉至试验位置或由试验位置拉至工作位置时,位置辅助接点S8(手车在试验位置时接通)、S9(手车在工作位置时接通)会产生抖动,在接点S8、S9断开瞬间,Y1产生自感电势(下正、上负),此时桥堆起续流管的作用,电流仍按接点断开前的方向流动,与桥堆形成回路,电流变化率很小,闭锁电磁铁不可能产生大的自感应电势。从实际情况上说,即使没有桥堆,合闸闭锁回路在带电情况下突然断电,也不可能产生较大的自感电势,这是因为电流不可能瞬间为0(瞬间为0只在理想情况下存在)。因此可以判断产生过电压的原因只可能是外部过电压,它是造成线圈烧断的主要原因。

原因(2)分析:外部过电压最为常见的是由直击雷、感应雷产生的过电压。以粤港供水公司雁田泵站情况进行分析,该站的110V直流系统电源采用二级防雷装置,瞬间过电压很难从电源处窜入;结合雁田泵站110V直流元器件多次因雷击损坏的现象,分析避雷线、地网、电缆分布,该站避雷线、地网与直流控制电缆共用同一电缆沟且相互间距离很近。由此,判断感应过电压产生于该区域。

对于这2种原因造成的故障,可采用以下措施来解决。

(1)增大避雷线、地网与生产生活电缆的距离,避免因感应过电压造成生产、生活设备的损坏。

8.电磁感应易错题分析 篇八

在知识应用的过程中，同学们常犯的错误主要表现在：概念理解不准确；空间想象出现错误；运用楞次定律和法拉第电磁感应定律时，审题出现错误或操作步骤不规范；不会运用图象法来研究处理，综合运用电路知识时将等效电路图画错等.

一、概念理解不准确

例1 在图1中，CDEF为闭合线圈，AB为电阻丝. 当滑动变阻器的滑动头向下滑动时，线圈CDEF中的感应电流在G处产生的磁感强度的方向是“·”时，电源的哪一端是正极？

错解分析 当变阻器的滑动头在最上端时，电阻丝AB因被短路而无电流通过. 由此可知，滑动头下移时，流过AB中的电流是增加的. 当线圈CDEF中的电流在G处产生的磁感应强度的方向是“·”时，由楞次定律可知AB中逐渐增加的电流在G处产生的磁感应强度的方向是“×”，再由右手定则可知，AB中的电流方向是从A流向B，从而判定电源的上端为正极.

楞次定律中“感应电流的磁场总是要阻碍引起感应电流的磁通量的变化”，所述的“磁通量”是指穿过线圈内部磁感线的条数，因此判断感应电流方向的位置一般应该选在线圈的内部.

正确解答 当线圈[CDEF]中的感应电流在[G]处产生的磁感应强度的方向是“·”时，它在线圈内部产生磁感应强度方向应是“×”，[AB]中增强的电流在线圈内部产生的磁感应强度方向是“·”，所以[AB]中电流的方向是由[B]流向[S]，故电源的下端为正极.

小结 同学们往往认为力学中有确定研究对象的问题，忽略了电学中也有选择研究对象的问题. 学习中应该注意这些研究方法上的共同点.

例2 长为a宽为b的矩形线圈，在磁感应强度为B的匀强磁场中垂直于磁场的OO′轴以恒定的角速度ω旋转. 设t=0时，线圈平面与磁场方向平行，则此时的磁通量和磁通量的变化率分别是（ ）

A. 0，0 B. [0， Babω]

C. [0，Babω2] D. [Bab， Babω]

错解分析 [t=0]时，线圈平面与磁场平行、磁通量为零，对应的磁通量的变化率也为零，选A项.

磁通量Φ=BS⊥（S⊥是线圈垂直磁场的面积），磁通量的变化ΔΦ=Φ2-Φ1，两者的物理意义截然不同，不能理解为磁通量为零，磁通量的变化率也为零.

正确解答 实际上，线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴转动时，产生交变电动势ε=εmcosωt= Babωcosωt. 当[t=0]时，[cosωt=1]，虽然磁通量[Φ=0]，但是电动势有最大值. 根据法拉第电磁感应定律[ε=ΔΦΔt]，可知当电动势为最大值时，对应的磁通量的变化率也最大，即[εm=（ΔΦΔt）max=Babω]，正确的选项为B项.

小结 弄清概念之间的联系和区别，是正确解题的前提条件. 在电磁感应中要弄清磁通量Φ、磁通量的变化ΔΦ以及磁通量的变化率ΔΦ/Δt之间的联系和区别.

二、空间想象的错误

例3 一个共有10匝的闭合矩形线圈，总电阻为10Ω、面积为0.04m2，置于水平面上. 若线框内的磁感应强度在0.02s内，由垂直纸面向里，从1.6T均匀减少到零，再反向均匀增加到2.4T. 则在此时间内，线圈内导线中的感应电流大小为 A，从上向下俯视，线圈中电流的方向为 时针方向.

错解分析 由于磁感应强度均匀变化，使得闭合线圈中产生感应电流，根据法拉第电磁感应定律，感应电动势[ε=nΔΦΔt=nSΔBΔt=nSB2-B1Δt=10×0.04×（2.4-1.6）0.02]=16V，根据闭合电路欧姆定律，有[I=εR=1.6A]

根据楞次定律，开始时原磁场方向垂直纸面向里，而且是均匀减少的. 那么感应电流产生的磁场的方向应该与原磁场方向相同，仍然向里. 再根据安培定则判断感应电流的方向为顺时针方向. 同理，既然原磁场均匀减少产生的感应电流的方向为顺时针方向. 那么，原磁场均匀增加时，产生的感应电流的方向必然是逆时针方向.

由于磁场的变化，而产生感应电动势，根据法拉第电磁感应定律[ε=nΔΦΔt=nSΔBΔt]来分析问题是正确的思路. 但是[ΔB=B2-B1]是矢量差. 在0.02s内磁场的方向发生了一次反向. 设垂直纸面向里为正方向，有[ΔB=B2-（-B1）=B2+B1].

正确解答 根据法拉第电磁感应定律，有

[ε=nΔΦΔt=nSΔBΔt=10×0.04×（2.4+1.6）0.02]=80V

根据闭合电路欧姆定律，有[I=εR=8A]

根据楞次定律，磁感应强度[B]从[B1]开始均匀减少到零的过程中，感应电流的磁场阻碍原磁通量的减少，与原磁通量的方向同向，感应电流的方向是顺时针的. 接着磁感应强度[B]从零开始反方向均匀增加到[B2]. 这个过程中，穿过闭合线圈的磁通量反方向增加，感应电流的磁场要阻碍原磁场的增加，其方向是垂直纸面向里，再根据安培定则判断感应电流的方向仍然是顺时针的.

小结 应用楞次定律时，特别要注意感应电流的磁场阻碍的是引起感应电流的磁通量的变化. 不能把“阻碍变化”简单地理解为原磁场均匀减少，电流就是顺时针，原磁场均匀增加，感应电流就是逆时针. 应用楞次定律解题要先判断原磁通的方向及其变化趋势，再用“阻碍变化”的原则来判断感应电流的磁场的方向，最后用右手定则来判断感应电流的方向.

例4 如图2所示，以边长为50cm的正方形导线框，放置在[B]=0.40T的匀强磁场中. 已知磁场方向与水平方向成37°，线框电阻为0.10Ω，求线框绕其一边从水平方向转至竖直方向的过程中通过导线横截面积的电量.

错解分析 线框在水平位置时穿过线框的磁通量

[Φ1=BScos53°=]6.0×10-2Wb

线框转至竖直位置时，穿过线框的磁通量

[Φ2=BScos37°]=8.0×10-8Wb

这个过程中的平均电动势

[ε=ΔΦΔt=Φ2-Φ1Δt]

通过导线横截面的电量

[Q=IΔt=εRΔt=Φ2-Φ1R]=0.2C

磁通量[Φ1=BScosθ]，公式中[θ]是线圈所在平面的法线与磁感线方向的夹角. 若[θ<90°]时，[Φ]为正，[θ>90°]时，[Φ]为负，所以磁通量[Φ]有正负之分，即在线框转动至框平面与[B]方向平行时，电流方向有一个转变过程. 错解就是忽略了磁通量的正负而导致错误.

正确解答 设线框在水平位置时法线[n]方向向上，穿过线框的磁通量

[Φ1=BScos53°]=6.0×10-2Wb

当线框转至竖直位置时，线框平面的法线方向水平向右，与磁感线夹角[θ=143°]，穿过线框的磁通量

[Φ1=BScos143°=]-8.0×10-2Wb

通过导线横截面的电量

[Q=IΔt=εRΔt|Φ2-Φ1|R]=14C

小结 通过画图判断磁通量的正负，然后在计算磁通量的变化时考虑磁通量的正负才能避免出现错误.

三、审题的错误

例5 如图3所示，在跟匀强磁场垂直的平面内放置一个折成锐角的裸导线MON，∠MON=α. 在它上面搁置另一根与ON垂直的导线PQ，PQ紧贴MO，ON并以平行于ON的速度v，从顶角O开始向右匀速滑动，设裸导线单位长度的电阻为R0，磁感应强度为B，求回路中的感应电流.

错解分析 设PQ从顶角O开始向右运动的时间为Δt，有

[Ob=v·Δt]

[ab=v·Δ·tanα]

[Oa=vΔtcosα]

回路中的电阻为

[R=（Oa+Ob+ab）R0=（1+cosα+sinα）vΔtcosαR0]

回路中[ε=ΔΦΔt=BΔSΔt=12Bv2?Δt?tanα]

[I=εR=Bvsinα2（1+cosα+sinα）R0]

此解法错误的原因在于利用[ε=ΔΦΔt]求出的是电动势的平均值，而不是我们要求的电动势的瞬时值. 因为电阻[（1+cosα+sinα）vΔtcosαR0]是经过[Δt]时间后，[PQ]的所在位置时回路的瞬时电阻.

由于两者不对应，结果就不可能正确.

正确解答 设[PQ]从顶角[O]开始向右运动的时间为[Δt，有Ob=v·Δt，ab=v·Δt?tgα，] [Oa=vΔtcosα]

回路中的电阻为

[R=（Oa+Ob+ab）R0=（1+cosα+sinα）vΔtcosαR0]

回路中[ε=Blv=B·ab·v=Bv2·Δt·tanα]

回路中感应电流[I=εR=Bvsinα（1+cosα+sinα）R0]

9.电磁炉故障分析 篇九

概述

电磁炉又被称为电磁灶，1957年第一台家用电磁炉诞生于德国。1972年，美国开始生产电磁炉，20世纪80年代初电磁炉在欧美及日本开始热销。电磁炉的原理是磁场感应涡流加热。即利用电流通过线圈产生磁场，当磁场内磁力线通过铁质锅的底部时，磁力线被切割，从而产生无数小涡流，使铁质锅自身的铁原子高速旋转并产生碰撞磨擦生热而直接加热于锅内的食物。

电磁炉使用方法

1、选择安全电源：

家用电器选择安全的电源很重要，不光是电磁炉，任何家电都应该注意这一点，特别是像电磁炉这样的大功率电器，它对电源的安全性要求高。因此在电源的选择上我么应该选择15A以上的电源为电磁炉供电最好不过。

2、保持电磁炉进气排气顺利：

作为加热型厨房电器，在工作中不断升温是正常现象，要注意电磁炉的进气、排气孔无堵塞，进、排气顺畅无滞留，才是安全使用的重要保障。另外，一旦发现电磁炉风扇失灵、停止转动就应该迅速关闭电源，使其自然降温后送维修站检查故障原因，彻底修好后方可再次投入使用。

3、平行放置、避免倾斜：

电磁炉的放置很重要，使用电磁炉的时候应该将其放置在水平台面上进行操作，这样不但可以避免电磁炉因坡度造成倾覆现象，还能保持电磁炉不因变形而顺坏。

4、定期清洁：

电磁炉在使用一段时间之后要定期清洁，清洗是延长其使用年限的最重要的方法之一。应该尽量使用软布和软刷配合碱性清洁剂来进行清洁，避免使用钢丝球等坚硬物体来清洁电磁炉的表面，以免造成表面损伤。

5、使用专门锅具：

电磁炉一般都有一个专用锅，专用锅对电子炉有

电磁炉的专用锅具对电子炉本身是有保护作用的，所以尽量选择电磁炉专用锅具来配合电磁炉的使用是个明智的做法。另外，电磁炉的承重是有一定限度的，过大的重量会对其造成损害，请大家阅读一下说明书中关于“承重限度”的规定。

6、轻巧使用、防水防潮：

在使用电磁炉的过程中，对于各个功能键的按键力度不宜过大，同时避免按下功能键长时间不放的现象发生，以免造成触点或簧片的损坏。同时，在对电磁炉进行简单的清洁时，防水防潮也是必须要注意的一点，及时抹干机器上的水、油等液体，也是保护电磁炉的重要方法呢!

安全使用

因电磁炉方便、快捷，传统火锅逐渐被替代。但电磁炉在使用过程中也有一些地方需要注意：

首先，使用电磁炉的时候，要放在平整的桌面上。如果桌面不平，使电磁炉的某一脚悬空，使用时锅具的重力将会迫使炉体强行变形甚至损坏。另外，如桌面有倾斜度，当电磁炉对锅具加温时，锅具产生的微震也容易使锅具滑出而发生危险。

其次，工作中的电磁炉随锅具的升温而升温，因此，在厨房里安装电磁炉时，应保证炉体的进、排气孔处无任何物体阻挡。炉体的侧面，下面不要垫放有可能损坏电磁炉的物体，液体， 需要提示的是，当电磁炉在工作中如发现其风扇不转，要立即停用并及时检修。

再次，电磁炉不同于砖或铁等材料结构建造炉具，其承载重量是有限的，一般连锅具带食物不应超过五公斤，而且锅具底部也不宜过小，以使电磁炉炉面的受压力不至于过重，过于集中。

第四，使用电磁炉时不要让铁锅或其他锅具空烧，干烧，以免因快速加热造成锅具和炉面损坏。电磁炉同其他电器一样，在使用中要注意防水防潮，和避免接触有害液体。不能把电磁炉放到水中清洗或用水冲洗;也不能用溶剂、汽油等来清洗炉面和炉体。另外，也不要用金属刷，砂布等较硬的工具来擦拭炉面上的油迹污垢。

第五，正在使用或刚使用结束的炉面不要马上用冷水去擦。为避免油污沾污炉面和炉体，减少对电磁炉清洗的工作量，在使用电磁炉时可在炉面放一张大于炉面的纸如废报纸，以此来沾吸锅具溢出的水、油等污物。

第六，电磁炉的各按钮属轻触型，使用时手指的用力不要过重，要轻触轻按。另外也不要按住按钮不放，以免损伤簧片和导电接触片。

第七，电磁炉具有良好的自动检测及自我保护功能，它可以检测出炉面器具是否为金属底，炉温是否过高等情况。在使用时，灶面板不要放置小刀小叉，瓶盖之类的铁磁物件，也不要将手表等易受磁场影响的物品放置灶面上或带在身上进行操作。

最后，电磁炉炉面是晶化陶瓷板，属易碎物。如果炉面裂开，水、烫、油等渗入炉内，容易损坏内部电路而发生危险。

注意事项

在安装和操作煮食炉时，必须采取以下的安全措施。

1.在使用之前

使用前请检视炉面是否有裂缝或破损，如已损坏，请勿使用。

当电源线已经损坏时，请勿使用。

无论炉具发生任何形式的损坏，请不要尝试自己维修煮食炉。

远离水和热源，并确保为煮食炉提供足够的空间。

使用合适的不P钢锅具，未放上锅具前不宜连接或启动电源。

煮食炉仅限于家用，不可用于商业用途。

勿用湿手接触插头。

2.安装和连接

切勿与其它大功率电器共用同一个插座。

所有检测应该由合格技师完成，并严格按照当地的安全条例安装。

炉具必须连接相配的电源连接，其安装应该按照当地的布线，接地和安全条例。制造商因错误安装而导致煮食 炉损坏将不承担任何责任，例如由於缺少或没有足够的有效接地系统或因不正确的安装而造成的点击。

不要通过排苏连接电源。排苏不能保护达到设备所需的安全保证，如预防过热。

产品应该通过一个合格的隔离装置或者双极的并装有保险丝的开关盒(该开关盒必须符合当地的条例)进行连接。 炉具不能安装在洗碗机、洗衣机、干衣机或双门冰箱之上。因为它散发出来的高热量会损。 坏下面的其他电子设备，从而损坏煮食炉的通风系统。

在刚安装的数天里，陶瓷玻璃边缘上可能出现间隙，但它会随著煮食炉的使用而减少， 并不会影响设备的电力安全。

3.保护炉具不受损坏

不要往陶瓷表面丢任何东西，即使是小而轻的物件也可能造成点击或对设备有一定程度的损坏。如果陶瓷表面裂了，请立即关掉煮食炉，关掉电源擎，然后联络当地的合格技师进行维修。

确保在同一段时间只有一个控制键被按下。不要让热的物件与控制键接触，因为这样做会令煮食炉出现错误反应。

不要将金属物如刀、叉、勺子、、盖子、铁罐或铝箔放在炉面上，因为它们会吸取陶瓷表面上得热。 不要在炉具与炉具陶瓷面板之间放任何纸张，因为纸张有可能被点燃。

不要加热空的炉具或使之过热。 不要将加热的炉具靠近控制区，因它们会损坏该控制区的电子部件。

不要阻塞进气孔和出气口，因这样会导致底盒温度上升。此时过热保护功能会启动，让煮食炉自动 停止工作。

如果有抽屉装在炉具的下面，应确保抽屉内裹得物体与电磁煮食炉的底部之间有足够空间，以确保 煮食炉能充分通风。

如使用者对异味比较敏感，在使用电磁炉时宜保持空气流通。

10.电磁炉怎么使用 篇十

2、保证电磁炉周围的使用环境足够安全。

3、使用电磁炉时应当选择电磁炉专用锅具。

4、电磁炉在使用过后应当及时清洁，保证炉面的干净整洁。

5、将锅具放置在电磁炉上时应当轻拿轻放，避免力道过重破坏炉面。

6、在烹饪完食物之后，电磁炉上还有余热，应当避免手直接和炉面相接触，防止烫伤。

7、在使用电磁炉时需要有人进行看守，或者是将电磁炉的温度调低和定时。

11.变电站电磁辐射环境影响分析 篇十一

关键词：变电站 电磁辐射 现状监测

随着我国经济的高速发展，近年来输变电工程建设迅猛。本文通过对广东省内110kV变电站电磁辐射现状监测数据的汇总，归纳总结出变电站电磁辐射影响的相关规律，从而为110kV、220kV变电站辐射环境保护工作提供一定的参考意义。

1 广东省内不同类型110kV变电站电磁辐射现状监测数据

1.1 监测方法

本文变电站电磁辐射现状监测数据主要为工频电场强度和工频磁场强度，监测方法主要按照《交流输变电工程电磁环境监测方法（试行）》（HJ681-2013）、《高压交流架空送电线路、变电站工频电场和磁场测量方法》（DL/T988-2005）、《辐射环境保护管理导则电磁辐射监测仪器和方法》（HJ/T10.2-1996）等执行。

1.2 监测仪器

本文变电站电磁辐射现状监测使用的测量仪器主要信息参数如表1-1所示。

1.3 监测结果

1.3.1 全户外变电站

110kV凤江变电站采取全户外布设方式，110kV出线采取架空出线的形式。110kV凤江变电站电磁环境监测结果见表1-2。

1.3.2全户内变电站

110kV马牙变电站采取全户内布设方式，110kV出线采取电缆出线的形式。110kV马牙变电站电磁环境监测结果见表1-3所示。

1.3.3 全地下变电站

110kV太古变电站采取全地下布设方式，110kV出线采取电缆出线的形式。110kV太古变电站电磁环境监测结果见表1-4。

2 110kV变电站电磁环境辐射影响分析

从表1-2～表1-4可知，全户外布设的变电站（凤江站）站界电场强度为2～53V/m，磁场强度为0.033～0.114μT；全户内布设的变电站（马牙站）站界电场强度为<1.0～23.0V/m，磁场强度为0.043～0.140μT；全地下布设的变电站（太古站）站界电场强度为<1.0V/m，磁场强度为0.042～0.120μT。根据监测结果可知，三种不同布设方式的变电站站界电场强度最大值为53V/m，磁场强度最大值为0.140μT，均符合《500kV超高压送变电工程电磁辐射环境影响评价技术规范》HJ/T24-1998中要求的4000V/m的工频电场强度标准和100μT的磁感应强度标准，其中全户内、全地下布设方式的变电站工频电场强度、磁场强度均较小，远低于HJ/T24-1998的限制性标准。

三种布设方式的变电站中，站界外电场强度监测结果由高到低分别为全户外、全户内、全地下布设，站界外磁场强度监测结果则没有明显偏差。根据国内清华大学、国网武汉高压院、陕西电力科学研究院等科研机构的有关学者[1-4]以及国外King、Paul Nielsen等学者对建筑物对输变电工程的电磁场屏蔽效能的分析和研究表明，建筑物对工频电场有较好的屏蔽效果，而对于工频磁场的屏蔽效果较为一般，本文监测数据也从一定程度上证明了以上观点。

3.结语

综上所述，110kV变电站只要按照目前技术规范的要求落实相关措施，对周围环境电磁辐射影响可以满足国家标准的要求，而对于采用了全户内和地下形式布设的变电站，监测结果更是远低于国家标准的要求。这对于消除人们对高压输变电工程电磁环境的恐惧，缓和日益加剧的输变电工程环境纠纷具有重要意义，也为110kV变电站辐射环境保护工作提供一定的参考意义。

【参考文献】

[1] 梅 贞，陈水平，马锋等，高压输电线附近室内电磁环境与屏蔽效果[J].高电压技术，2008.34（1）：60-63.

[2] 吴 健 等，建筑物对高压输电线路工频电磁场屏蔽效果分析[J].华东电力，2010.38（8）.

[3] King R W P. Shielding by a house from the electric field of a power line[J].Radio Science，1999，34（4）：773-779.

12.检修电磁炉最常见两个故障的经验 篇十二

一、烧管

换IGBT同时记得把驱动管或驱动块, 还要检查下0.2 UF 0.3UF 5UF电容;一切就绪在交流220V上, 串接一个60-100W的灯泡, 加锅, 接通电源:

1若灯泡暗红 (适用于插上220V后待机指示灯亮) , 开启电磁炉电源, 灯泡一亮一暗地闪烁, (而插上220V后待机指示灯不亮) , 开启电磁炉电源, 灯泡一亮即暗重开电源也是一亮即暗;表明电磁炉已经基本OK了。

2若灯泡很亮, 表明IGBT管完全导通。此时, 若拆除灯泡通电工作, 必烧IGBT管!应主要查修驱动谐振电容高压整流等电路。

3若灯泡暗红, 开启电磁炉电源, 灯泡亮度不变。则应主要查修面板控制微电脑供电副电源等电路。

4若灯泡暗红, 开启电磁炉电源, 灯泡一亮一暗地闪烁, 但把锅具抬起灯泡很亮;属于抬锅炸IGBT, 应检查CPU驱动线盘大多数是线圈损坏 (a观察法;b利用万用表电压档, 将线圈与1.5伏电池串联, 若摆动幅度远大于1.5伏, 认为正常。)

5上面操作完毕也不能保证百分百不烧管。为了保险其见, 最好用示波器测一下驱动信号不能出现0.2伏以上的尖脉冲。如有请换LM339第是三脚的滤波小电容。

6电源插座接触不良, 导致浪涌电流过大。

二、不检锅

现在很多电磁炉都有维修代码, 但维修代码只是为维修人员提供故障的大致范围, 并且, 较早的电磁炉并没有维修代码这给维修带来更多麻烦。

13.关于电磁炉维修的总结 篇十三

关于电磁炉维修的总结

1、不停地检测锅具，但不能进入正常加热状态

不停地检测锅具，说明电磁炉能启动检锅程序，且也能给单片机返回检锅信号。

单片机判断有锅后随即启动加热程序，若此时电流检测电路输出的信号幅度值仍较低

（低于有锅时的阈值），单片机会误判为无锅，再次运行检锅程序，如此反复，从而形成本故障。

2、美的电磁炉mc-sp1915型号反复不停的检锅-加热-检锅-加热。300v、5v、18v正常5uf也换了。

能加热说明同步回路是好的，重点查电流取向回路的４个二级管是否有短路或开路。

换一换电位器，就是调整功率大小的电位器，一般是他的原因。

看下电流互感器次级。正常为450欧。

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3、[电磁炉] 电磁炉不停地检测锅具，但不能进入正常加热状态 故障原因分析

正常情况下，开机后，单片机发出书微妙的检锅脉冲，通过电流检测电路反馈回电流检测信号，若无锅，单片机仍将发出数十秒的检锅脉冲，若仍未检测到锅具，单片机将发发出停机指令；若检测到锅具，则单片机输出对应档位的pwm脉冲，征集进入正常加热状态。

不停地检测锅具，说明电磁炉能启动检测程序，且也能给单片机返回检锅信号。单片机判断有锅后随即启动加热程序，若此时电流检测电路输出的信号幅度值仍较低（低于有锅时的阈值）单片机会误判为无锅，再次运行检锅程序，若此反复，从而形成本故障。

另外，高压供电电路，同步电压比较电路及单片机控制电路异常均可能引发本故障。

不停检锅故障原因 故障部位 故障原因

高压供电电路（1）滤波电容失效（2)高压供电电路开路损坏

电流检测电路(1)电流互感器损坏（2）整流二极管损坏（3）阻容元件损坏(4)电流检测电路开路损坏

同步电压比较电路（1）同步电压v+取样电路损坏（2）同步电压v-取样电路损坏（3）比较器损坏

单片机控制电路 单片机损坏 故障检修步骤

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（！）首先检查高压供电+300V是否正常。

（2）测量单片机电流检测端电压是否正常，若正常，则检查同步电压比较电路：若不正常，检查互感器及整流滤波电路。

（3）检查同步电路，重点检查取样电阻是否变质。

（4)代换单片机。

4、灯泡代替线盘现象：不同型号的电磁炉现象不同，基本分下面两种。

例：

1）万宝小厨神FB20M358损坏,无检锅声,正常时(用100W灯泡代1）维修正常后，试机灯泡随操作有亮暗变化，接线盘后正常。2）维修正常后，试机灯泡不亮，有检锅声，接线盘后正常。

替线盘)有断续得得声,灯泡不亮;2）富士宝IH-P260爆机更换功率管桥堆和12A熔丝后用100W灯泡试机无检锅声，检查LM339N（10脚）开路电阻异常，红地黑测为20K,正常应为无穷，换新件后有检锅声灯泡不亮，接入线盘放锅试机恢复正常(已遇多例)； 说明：（1）相关测量数据使用MF-47C测得（2）灯泡试机是指其代替线盘 胜者家电修理工作室(资料022）

2009-10-20 3）艾美特CE-2089DA因误接380V电压而烧坏，开盖发现12A保

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险和471压敏电阻烧坏，经测其他元件无明显损坏，换新件后测量+300V +18V +5V均正常，灯泡试机有哒哒声灯泡不亮，接线盘放锅试机出现不停检锅现象，换3电容无果，测量各大阻值电阻和电流检测元件正常，测量U1(LM339N贴片）6脚在路电阻为0，焊开外围元件也为0，说明该件损坏，换新后恢复正常加热，该脚在路电阻测试正常值为1.8K(红地黑测);总结：灯泡代替线盘后试机，灯泡不一定亮，只要灯泡不是超亮就可以接线盘试机（超亮会烧IGBT功率管）。

5、西安电磁炉维修——屡坏IGBT的检修方法

2008-03-02 23:03

在电磁炉检修中，经常遇到价格不菲的IGBT管屡爆的故障。为了解决这个问题，实修中建议采用灯泡法检修电磁炉，即选用60W~150W／220V的灯泡来代替发热线盘。该法在对故障损坏元件进行更换后可以大胆地进行试机，避免了以往更换元件后盲目上电开机造成连续损坏IGBT的情况出现。通过观察灯泡发亮时间长短迅速判断出连续损坏IGBT的故障原因，效果很好，能减少损失。

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在检修电磁炉过程中，当出现损坏IGBT时，先换上新的IGBT．同时对IGBT外围电路中的元器件进行排查．更换损坏元器件后，用灯泡法测试电路是否正常。把主电路板放入底座，插上电风扇，热敏电阻、电源线，控制板连线，接上灯泡，上电开机后注意观察灯泡是否亮，如果不亮，则说明故障已排除，可取下灯泡接上发热线盘试机；若灯泡亮，则说明故障尚未排除，需进一步检查。简而言之，“IGBT连爆靠灯泡，灯泡亮故障在”。

下面以美的MC-PY18B（EY182）电磁炉（如图1-12所示）为例，对“灯泡法”作进一步说明。上电开机测试后，灯泡会亮说明故障没有排除．检测R15电阻的对地电压，如果电压为+1V以上则检查下述元器件，直到检测灯泡不亮，故障排除，才可以接入发热线盘。若灯泡亮，其故障原因为：共振电容C11漏电；三极管Q4基极与发射极断路损坏；R15电阻变值；三极管Q7集电极与发射极击穿；稳压二极管Z5开路；LM339损坏，使①脚电压上升；电脑芯片损坏。

用灯泡检修美的其他型号或其他品牌电磁炉（如美的MC-SF183、格力GC-13等）连爆IGBT时，若遇到灯泡断续亮并伴有报警声或“哒哒”起振声．则应再测IGBT控制极G对地电压（正常为+6V~+7.5V），如正常，说明故障排除，可接发热线盘。另外，美的MC-PF16JA电磁炉+300V滤波电容器（5UF／275V）失效时也会引起连爆IGBT，维修时应加以注意。

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6、电磁炉加热线圈接反，有何现象？

最好按原样接上，否则有的电磁炉仍可正常工作、但有的电磁炉会出现莫名其妙的故障甚至会烧毁IGBT的。

一般不会怎么样，但要求不能接反容易烧功率管，因接反后电感大小会变化。

根据机型不同：有的机型接反会出现断续加热或报警不加热，甚至损坏1GBT管。有的机型可不分，最好是做记号，避免不必要的麻烦

说明书上以标明。内头接300V，外接IGBT，C，你所提到的问题当今还没有很好的解释接反后，不良原因所在

一般的都没有正反之分，个别的不行，最好还是按照原来的方法接线

一般是桥（桥堆300V)内，管（IGBT）外。口诀：桥内管外。

美的电磁炉加热线圈盘的正确接法是：

1）、加热线圈盘内引线应接在高压供电电路的电源端上即(+305v)为正确。

2）、加热线圈盘外引线应接在LC振荡电路即IGBT管集电极上为

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正确。

若反接会出现以下几种故障:

1）.电磁炉加热功率变小。

2）.不定期内屡损IGBT管。

3）.断续加热。

4）.报警戓不报警加热。

5）.在新款板上有时还出现开不了机。

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14.使用电磁炉安全注意事项 篇十四

禁止在电磁炉上放置手机

电磁炉加热，是利用电磁感应原理，当磁场内的磁力通过含铁的.物体时，会与铁产生反应，并高速发热。手机含有铁等金属元素，将手机放在电磁炉上，一旦开启电磁炉，手机就会在高温下燃烧爆炸。

电磁炉再“上岗”必须清洗检查

长期不用的电磁炉，在重新启用的时候一定要记得清洗和检查。特别要检查电磁炉的电源，如有破损，应及时维修或更换。

保证气孔通畅

安放电磁炉时，应保证炉体的进、排气孔处无任何物体阻挡。如发现电磁炉在工作时内置的风扇不转，要立即停用，并及时检修。

锅具不可过重

电磁炉的承载重量是有限的，一般连锅具带食物不应超过5公斤，锅具底部也不宜过小，以免电磁炉炉面的受压之力过重、过于集中。

炉面出现损伤停用

15.电磁炉故障分析 篇十五

DFIG以其良好的控制性能和相对低廉的成本在风力发电中获得了广泛的应用[1,2,3,4]。由于定子直接与电网相连, 电网故障导致并网点电压跌落时会在DFIG定子中感应产生空间静止的暂态直流磁链, 定子磁链的暂态直流分量会在DFIG转子中感应产生过电压和过电流从而威胁与转子串联的电力电子设备 (额定容量为风机额定容量的25%~30%[2]) 的安全[5,6,7,8]。目前风电的研究主要集中在风电机组本身的运行控制方面, 对DFIG故障过程尤其是故障下定子磁链动态特性的研究十分有限[9,10]。对电网故障下DFIG电磁特性的研究对设计与选择撬棒电路及制定合理的变流器控制策略有很大帮助[10]。

与故障发生时不同, 故障切除时DFIG表现出了独特的电磁特性。文献[6-8]对风电场出口三相短路故障发生时DFIG的电磁动态进行了详细分析, 推导了定、转子过电流的近似表达式, 仿真结果表明文中所提的理论与故障发生时DFIG的动态特性吻合得非常好, 但对于短路故障切除时DFIG的电磁动态未能进一步探讨, 且未能充分考虑电网的影响。文献[11]对其仿真过程中出现的电压恢复时DFIG定子磁链的变化轨迹表示了疑惑, 并指出目前鲜有文献对其进行解释。

本文将从短路发生时和短路切除时两个方面对电网短路故障下DFIG的定子磁链和转子电流的变化特性进行研究, 为进一步提高DFIG的故障穿越能力提供理论参考。

1 电网对称短路下DFIG的电磁特性

1.1 短路发生瞬间定子磁链特性

本文采用文献[6]所提的DFIG动态模型。采用电动机惯例, 其电压和磁链方程如式 (1) 所示。

式 (1) 中:ωr为转子转速;ψs、ψr分别为定、转子磁链;su为机端电压, 由电网激励;ru为转子电压, 由转子侧变频器激励;sR、rR分别为定、转子电阻;sL、rL分别为定、转子自感;mL为互感。

系统短路发生瞬间可以看作电路的换路过程, 近似采用一阶电路的三要素法对DFIG定子磁链的暂态特性进行分析[6,9,12]。取短路发生时刻为t=0时刻, 则短路后DFIG定子磁链ψs (t) 满足

式 (2) 中, 上标“∞”表示稳态值。由式 (2) 定义短路发生瞬间DFIG定子磁链暂态分量的初始值为

短路发生瞬间满足条件:

(1) 电路中未出现无穷大激励;

(2) 换路后未形成纯阻感支路割集。

所以短路后各支路磁链不突变[13], 若短路故障前系统运行于稳态, 则满足

式 (4) 中, ψ∞s0为短路故障前DFIG稳态定子磁链, 由式 (3) 、式 (4) 得

短路前后系统的结构发生了改变导致DFIG稳态定子磁链发生了改变, 即ψ∞s0 (t) ≠ψs∞ (t) , 故ψn≠0, 从而在DFIG定子中出现暂态衰减的直流磁链, 在此直流磁链的作用下, 将在DFIG转子中对应地感应产生工频过电流[6]。

1.2 短路切除瞬间定子磁链特性

短路故障切除时, 伴随着短路点的消失, 系统中将出现由纯阻感支路构成的割集, 此时系统各支路电感的磁链将发生突变而导致DFIG定子磁链表现出与短路发生瞬间不同的变化特点。

1.2.1 电网的简化

短路切除瞬间, 对某含DFIG风电场的实际电力系统做如下假设:

(1) 各电源点电势的大小和相位在短路切除瞬间保持不变;

(2) DFIG转子绕组开路[6];

(3) 负荷支路、变压器和线路的对地支路做开路处理, 各量均归算到同一电压等级下;

(4) 短路切除前系统运行于稳态, 即认为短路发生时产生的各暂态电气量在短路切除时已充分衰减。

经假设条件简化后的系统形成一仅含阻感支路和恒电势支路的网络。

1.2.2 各变量的定义

短路切除前系统可以表示成如图1 (a) 所示的等值网络。

图1 (a) 中, 断路器1~X为短路发生后由继电保护系统动作决定的准备开断的X组断路器, 断路器动作后将短路点从系统切除, 形成如图1 (b) 所示的等值网络。

图1 (b) 中, 子系统1为短路点切除后的电力系统简化网络, 子系统2为被切除部分, 子系统1和2独立解耦运行。图1 (b) 中子系统1内任一回路C'与图1 (a) 中对应回路C具有相同的结构和参数。

假定短路切除后的电网简化电路 (图1 (b) 中子系统1) 共有n条基本回路、m个节点 (不包括接地点) 和k条支路, 由电网络图论理论可知:k=m+n。各基本回路编号为1, 2, …, n;各节点编号为1, 2, …, m;各支路编号为1, 2, …, k。

(1) 定义短路切除后电网简化网络的基本回路矩阵为

其中:bij=+1, 第j条支路在第i条基本回路上, 且二者电流正方向相同;bij=0, 第j条支路不在第i条基本回路上;bij=-1, 第j条支路在第i条基本回路上, 二者电流正方向相反。

(2) 定义短路切除后电网简化网络的关联矩阵为

其中:aij=+1, 支路j与节点i相关联, 且支路电流方向为流出节点;aij=0, 支路j与节点i无关联;aij=-1, 支路j与节点i相关联, 且支路电流方向为流入节点。

(3) 定义支路电阻矩阵为

式 (8) 中, 对角矩阵的各对角元素为对应支路电阻。

(4) 定义支路电感矩阵为

式 (9) 中, 对角矩阵的各对角元素为对应支路电感。

(5) 定义支路电势矩阵为

式 (10) 中, 对角矩阵的各对角元素为对应支路的激励电势。

(6) 定义支路1~k的电流列向量为

(7) 定义短路切除前支路1~k的稳态电流列向量为

(8) 定义短路切除后支路1~k的稳态电流列向量为

1.2.3 定子磁链变化特性分析

由1.2.2节的分析可知, 回路1~n在短路切除前后具有相同的结构和参数, 故短路切除前后支路1~k的电流I均满足回路1~n的KVL约束, 即

在[0-0+]区间内对式 (14) 进行积分[14]得

式 (15) 中各积分项满足

由式 (15) 、式 (16) 可得

即换路前后各回路满足磁链守恒定律[14]。又知I (0+) 满足短路切除后子系统1的KCL约束, 即

而由于短路切除后子系统1与子系统2的联络支路断开, 导致与联络支路直接相连的节点的KCL约束在短路切除后发生改变, 则I (0-) 不满足短路点切除后子系统1的KCL约束, 即有

由式 (17) ~式 (19) 推得

由式 (20) 知

即短路切除瞬间各支路电流将发生突变, 从而DFIG定子磁链将发生突变。

又短路切除前后, 支路1~k的电流的稳态响应亦满足式 (14) 所示的KVL约束, 即

由式 (22) 可知

在不计支路电阻影响的情况下, 由式 (23) 可知

由式 (24) 可得

由假设条件 (4) 可知, 故障切除前系统已经运行于稳态, 即

由式 (25) 、式 (26) 可得

又短路切除后支路1~k的电流的稳态响应Iβ∞满足式 (18) 所示的KCL约束, 即

由式 (17) 、式 (18) 、式 (27) 、式 (28) 可得

由线性电路解的唯一性知

即在忽略支路电阻影响的情况下, 各支路电流在短路切除瞬间突变为其稳态值。故短路切除瞬间DFIG定子磁链满足

则由式 (3) 和式 (31) 可以得到短路切除瞬间定子磁链中自由衰减的暂态分量为

即DFIG定子中不存在暂态磁链分量, 从而不会在DFIG定子中引发工频暂态过电流。

1.3 小结

由1.1节和1.2节中的分析可知, 短路发生时与短路切除时DFIG定子磁链和转子电流表现出不同的特性。短路切除时, DFIG定子磁链将发生突变, 在不计电阻影响的情况下突变为稳态值从而不会在DFIG定子中感应产生暂态分量以致转子中出现过电流。以上分析是在理想情况下得出的, 在以下两种情况下短路切除时DFIG定子中可能出现暂态磁链从而转子出现工频过电流:

(1) 传输线路的电阻不可忽略, 如DFIG接入配电网。

(2) 短路发生时产生的暂态磁链在短路切除时未充分衰减, 如定子暂态磁链具有较大的衰减时间常数或故障持续时间极为短暂。

但无论满足哪种情况, 短路切除时DFIG转子过电流的强度要明显小于短路发生时。

对于非对称短路的情况, 由于定子磁链负序分量的存在将在DFIG定子中感应产生二倍频电流波动分量[12], 其在短路发生和短路切除时的动态特性将在第2节的仿真分析中进行进一步的讨论。

2 仿真分析

2.1 电网对称短路下DFIG定子磁链和转子电流

依据IEEE 9节点标准测试系统在Matlab/Simulink环境下搭建含DFIG风电场的仿真模型如图2所示。DFIG的额定功率为1.5 MW, 机端额定电压为575 V, 风电场共含30台风机, 仿真过程中风电场等值成一台风机[15], 经汇流母线和变压器升压后接入120 k V高压输电系统;输电网的拓扑结构为环形, S1~S6为负荷出线, L1~L6为输电线路, 其具体参数如附录1中所示。

仿真模拟两个位置的三相短路故障——故障点1:故障点位于线路L4中间, 三相短路150 ms后断路器动作切除线路L4;故障点2:故障点位于负荷出线S1靠近母线1处, 三相短路150 ms后断路器动作切除负荷出线S1。

图3为DFIG定子磁链幅值的仿真波形, 从图中知t=0.2 s短路发生时两种情况下的磁链波形均出现剧烈的衰减震荡, 这与1.1节中关于短路发生时DFIG定子中出现衰减的暂态直流磁链的论述是一致的;0.35 s短路切除时, 定子磁链幅值迅速上升到并稳定在稳态值附近而未出现与短路发生时相似的衰减震荡分量, 这与1.2节中关于短路切除时定子磁链突变现象的分析是一致的。

图4~图8中的定子磁链波形为空间静止笛卡尔坐标系x-y下的轨迹, x轴定向在电网A相电压的正方向上, y轴超前x轴90°。

图4 (b) 、图5 (b) 中定子磁链的空间轨迹表明, 稳态运行时定子磁链的空间轨迹为一稳定的圆, 短路发生后定子磁链将从一个稳态过渡到另一个稳态, 表现为图中定子磁链从外圆过渡到内圆, 图4 (b) 、图5 (b) 中定子磁链的过渡轨迹表明短路发生时定子磁链的过渡过程是渐进的非突变的;图4 (c) 、图5 (c) 中, 伴随着短路点的消失, 定子磁链的空间轨迹从短路稳态下的内小圆变化为短路切除后稳态下的外大圆, 与图4 (b) 、图5 (b) 中磁链的过渡过程不同的是, 其过渡过程表现为迅速、跃变的特征。图4 (a) 、图5 (a) 中转子电流波形表明, 短路发生时转子中出现频率接近工频的暂态衰减的冲击电流, 而短路切除时转子中并未出现冲击电流。

以上仿真结果与第1节中关于电网三相短路下DFIG定子磁链和转子电流变化特性的论述是一致的, 仿真结果表明短路切除时定子磁链和转子电流的变化过程并非短路发生时的逆过程。短路发生时, DFIG定子中出现暂态直流磁链而对应地转子中出现过电流;短路切除时, DFIG定子磁链发生突变而导致其定子中不存在或仅存在少量的直流磁链分量, 从而转子中未出现暂态冲击电流。

2.2 电网不对称短路下DFIG定子磁链和转子电流

采用图2中的仿真测试系统, 得到故障点1处不对称短路下DFIG转子电流和定子磁链的波形分别如图6~图8所示。

图6:t=0.2 s时故障点1处发生A相接地短路, t=0.35 s时故障线路切除。

图7:t=0.2 s时故障点1处发生A、B两相相间短路, t=0.35 s时故障线路切除。

图8:t=0.2 s时故障点1处发生A、B两相接地短路, t=0.35 s时故障线路切除。

图6~图8中短路发生时和短路切除时定子磁链的过渡过程表现出与图4和图5中对应过程相似的特性, 即短路发生时定子磁链“渐进”地过渡到稳态, 而短路切除时则迅速地跃变到稳态。由于不对称短路导致的负序磁链的存在, 短路稳态下定子磁链的轨迹为幅值变化的圆周, 半周波内正序磁链与负序磁链的空间轨迹分别正向叠加一次、负向叠加一次。图6~图8中转子电流波形表明, 短路过程中转子电流出现二倍工频分量;而短路切除时与图4和图5中的转子电流波形一样, 转子中并未出现暂态冲击电流。

3 结论

理论研究和仿真分析表明, 在计及电网影响的情况下, DFIG定子磁链和转子电流在电网短路切除时表现出与短路发生时不同的特性。对这一差异的充分认识可以为进一步提高DFIG的故障穿越能力提供理论依据。