描述
开 本: 16开纸 张: 胶版纸包 装: 平装-胶订是否套装: 否国际标准书号ISBN: 9787111754923
编辑推荐
1.名师佳作，内容实用
2.偏重系统，体系完整
3.双色印刷，适合教学
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内容简介
本书系统、全面地分析了现代电磁干扰源、干扰耦合途径、电磁干扰抑制基本原理和电磁兼容设计基础、测量基础及试验方法，结合国内外在电磁兼容领域的最新研究成果，系统、详细地阐述了电力电子电路和系统的电磁干扰分析、建模以及抑制方法。
本书既考虑到电磁兼容技术在各应用领域的共性，又充分考虑到其在电力电子装置和系统中的特殊性，适用于电气工程、机械电子工程、通信与信息系统、测量及仪器学科的研究生课程，也可作为电气工程及其自动化、电子信息工程、自动化、电子科学与技术等本科专业高年级大学生的选修教材，还可作为在智能电网、电子信息、新能源汽车、轨道交通、航空航天、机器人等行业从事实际工程开发工作的有关工程技术人员的参考书。
本书既考虑到电磁兼容技术在各应用领域的共性，又充分考虑到其在电力电子装置和系统中的特殊性，适用于电气工程、机械电子工程、通信与信息系统、测量及仪器学科的研究生课程，也可作为电气工程及其自动化、电子信息工程、自动化、电子科学与技术等本科专业高年级大学生的选修教材，还可作为在智能电网、电子信息、新能源汽车、轨道交通、航空航天、机器人等行业从事实际工程开发工作的有关工程技术人员的参考书。
目 录
前言
第1章绪论1
1.1电磁兼容的基本概念1
1.2电磁干扰三要素5
1.3电磁兼容术语6
1.4计量单位及换算关系7
1.5电磁兼容标准与测量10
1.5.1电磁兼容标准10
1.5.2电磁兼容测量基础11
1.6电磁兼容技术的发展趋势及知识领域14
第2章电磁干扰源18
2.1电磁干扰源的一般分类18
2.2自然干扰源18
2.3人为干扰源19
2.3.1元器件固有噪声19
2.3.2物理或化学噪声源21
2.3.3放电噪声22
2.3.4电磁波辐射噪声26
2.3.5半导体器件开关过程引起的噪声27
2.3.6宽禁带半导体器件应用中的噪声30
2.4脉冲类信号的频谱估算34
第3章电磁干扰的耦合途径36
3.1传导耦合37
3.1.1直接传导耦合37
3.1.2公共阻抗耦合45
3.1.3转移阻抗耦合48
3.2辐射耦合48
3.2.1直线电流元的电磁辐射49
3.2.2磁偶极子的电磁辐射51
3.2.3近场区和远场区的特性52
3.2.4导线、迹线、电缆等结构的简单发射模型54
3.2.5导线、迹线、电缆等结构的耦合模型58
第4章瞬态干扰与电磁敏感性试验62
4.1瞬态干扰62
4.2浪涌64
4.2.1浪涌的产生和危害64
4.2.2浪涌抗扰性试验66
4.2.3浪涌防护68
4.3电快速瞬变脉冲群79
4.3.1脉冲群的产生和危害79
4.3.2电快速瞬变脉冲群抗扰性试验80
4.3.3脉冲群防护82
4.4静电放电83
4.4.1静电放电原理和危害83
4.4.2静电放电测试88
4.4.3静电防护90
4.5瞬态噪声抑制器件96
第5章滤波技术100
5.1滤波技术概述100
5.2无源滤波器的概念101
5.2.1无源滤波器的二端口网络特性及插入损耗101
5.2.2无源滤波器的基本结构103
5.2.3阻抗失配问题104
5.3EMI滤波器的类型和特性107
5.3.1反射式滤波器108
5.3.2吸收式滤波器111
5.3.3电源线滤波器111
5.3.4有源滤波器113
5.3.5混合滤波器115
5.4EMI滤波器的设计116
5.4.1阻抗匹配情况下单级EMI滤波器的设计117
5.4.2多级滤波器的设计122
5.4.3阻抗失配情况下EMI滤波器的阻抗匹配网络124
5.4.4共模和差模滤波器的设计129
5.4.5滤波元件非理想特性的影响132
5.4.6EMI滤波器磁元件的电磁特性133
5.4.7滤波器的选择与安装140
第6章屏蔽技术143
6.1屏蔽概述143
6.2屏蔽的基本原理143
6.2.1电场屏蔽的基本原理143
6.2.2磁场屏蔽的基本原理144
6.2.3辐射电磁场屏蔽的基本机理146
6.3理想屏蔽体屏蔽效能的计算147
6.3.1衡量屏蔽体屏蔽效果的几种表示方法147
6.3.2电磁波的吸收损耗Ａ148
6.3.3电磁波的反射损耗R149
6.3.4电磁波的多次反射损耗Ｂ152
6.3.5屏蔽效能的计算153
6.3.6建筑物的屏蔽效能154
6.4不完整屏蔽对屏蔽效果的影响155
6.4.1缝隙的影响156
6.4.2开孔的影响156
6.4.3金属网的影响157
6.4.4薄膜及导电玻璃的影响158
6.4.5屏蔽电缆的影响158
6.5屏蔽体的设计158
6.5.1屏蔽体设计的一般原则159
6.5.2屏蔽层材料的选择159
6.5.3屏蔽体的结构设计161
6.5.4屏蔽体的工艺设计170
6.5.5电磁屏蔽材料171
第7章接地技术174
7.1接地的概念、作用与分类174
7.2安全地子系统174
7.2.1防止设备漏电的安全接地175
7.2.2防雷安全接地176
7.3信号地子系统177
7.3.1单点信号地系统177
7.3.2多点地网或地平面信号地系统179
7.3.3混合信号地系统180
7.3.4浮空信号地系统183
7.4机壳（架）地子系统184
7.5屏蔽地子系统185
7.5.1低电平、信号输入部分的屏蔽地子系统设计185
7.5.2高电平、功率输出部分的屏蔽地子系统设计193
7.6地线干扰的抑制措施193
7.6.1地线干扰的来源194
7.6.2隔离变压器195
7.6.3共模扼流圈196
7.7电子装置组合系统接地举例196
7.7.1集中控制组合装置的接地系统197
7.7.2大型分散组合系统的接地系统197
7.7.3计算机集中监控室的接地系统198
第8章电力电子电路电磁干扰分析200
8.1元器件的电磁干扰特性分析200
8.1.1无源器件的非理想特性200
8.1.2功率半导体的电磁干扰分析205
8.1.3高频变压器的电磁干扰分析207
8.2阻抗测量与参数提取208
8.2.1阻抗测量方法208
8.2.2模型参数提取方法212
8.3开关电源传导电磁干扰分析219
8.3.1Boost PFC的传导电磁干扰分析220
8.3.2反激电路的传导电磁干扰分析227
8.3.3近场干扰问题234
8.4逆变电路的传导电磁干扰分析235
8.4.1逆变电路结构与干扰源236
8.4.2差模干扰分析与抑制措施238
8.4.3共模干扰分析与抑制措施240
8.5电力电子电路辐射电磁干扰分析244
8.5.1辐射发射产生机理244
8.5.2辐射发射的抑制246
第9章电力电子电磁干扰源抑制248
9.1电力电子装置谐波和开关瞬态干扰源分析248
9.2电力电子装置谐波分析249
9.2.1大功率整流器和逆变器250
9.2.2晶闸管换流器254
9.2.3PWM整流装置的谐波257
9.3电力电子装置谐波抑制261
9.3.1多重化技术261
9.3.2无源电力滤波263
9.3.3有源电力滤波265
9.3.4混合滤波器设计268
9.4电力电子电路开关瞬态干扰的缓冲与吸收269
9.5基于调制的电磁干扰抑制方法271
第10章电力电子系统电磁干扰建模及抑制274
10.1电机驱动系统电磁干扰建模及抑制274
10.1.1电机驱动系统电磁干扰源和耦合路径274
10.1.2电机驱动系统电磁干扰建模275
10.1.3电机驱动系统电磁干扰抑制283
第1章绪论1
1.1电磁兼容的基本概念1
1.2电磁干扰三要素5
1.3电磁兼容术语6
1.4计量单位及换算关系7
1.5电磁兼容标准与测量10
1.5.1电磁兼容标准10
1.5.2电磁兼容测量基础11
1.6电磁兼容技术的发展趋势及知识领域14
第2章电磁干扰源18
2.1电磁干扰源的一般分类18
2.2自然干扰源18
2.3人为干扰源19
2.3.1元器件固有噪声19
2.3.2物理或化学噪声源21
2.3.3放电噪声22
2.3.4电磁波辐射噪声26
2.3.5半导体器件开关过程引起的噪声27
2.3.6宽禁带半导体器件应用中的噪声30
2.4脉冲类信号的频谱估算34
第3章电磁干扰的耦合途径36
3.1传导耦合37
3.1.1直接传导耦合37
3.1.2公共阻抗耦合45
3.1.3转移阻抗耦合48
3.2辐射耦合48
3.2.1直线电流元的电磁辐射49
3.2.2磁偶极子的电磁辐射51
3.2.3近场区和远场区的特性52
3.2.4导线、迹线、电缆等结构的简单发射模型54
3.2.5导线、迹线、电缆等结构的耦合模型58
第4章瞬态干扰与电磁敏感性试验62
4.1瞬态干扰62
4.2浪涌64
4.2.1浪涌的产生和危害64
4.2.2浪涌抗扰性试验66
4.2.3浪涌防护68
4.3电快速瞬变脉冲群79
4.3.1脉冲群的产生和危害79
4.3.2电快速瞬变脉冲群抗扰性试验80
4.3.3脉冲群防护82
4.4静电放电83
4.4.1静电放电原理和危害83
4.4.2静电放电测试88
4.4.3静电防护90
4.5瞬态噪声抑制器件96
第5章滤波技术100
5.1滤波技术概述100
5.2无源滤波器的概念101
5.2.1无源滤波器的二端口网络特性及插入损耗101
5.2.2无源滤波器的基本结构103
5.2.3阻抗失配问题104
5.3EMI滤波器的类型和特性107
5.3.1反射式滤波器108
5.3.2吸收式滤波器111
5.3.3电源线滤波器111
5.3.4有源滤波器113
5.3.5混合滤波器115
5.4EMI滤波器的设计116
5.4.1阻抗匹配情况下单级EMI滤波器的设计117
5.4.2多级滤波器的设计122
5.4.3阻抗失配情况下EMI滤波器的阻抗匹配网络124
5.4.4共模和差模滤波器的设计129
5.4.5滤波元件非理想特性的影响132
5.4.6EMI滤波器磁元件的电磁特性133
5.4.7滤波器的选择与安装140
第6章屏蔽技术143
6.1屏蔽概述143
6.2屏蔽的基本原理143
6.2.1电场屏蔽的基本原理143
6.2.2磁场屏蔽的基本原理144
6.2.3辐射电磁场屏蔽的基本机理146
6.3理想屏蔽体屏蔽效能的计算147
6.3.1衡量屏蔽体屏蔽效果的几种表示方法147
6.3.2电磁波的吸收损耗Ａ148
6.3.3电磁波的反射损耗R149
6.3.4电磁波的多次反射损耗Ｂ152
6.3.5屏蔽效能的计算153
6.3.6建筑物的屏蔽效能154
6.4不完整屏蔽对屏蔽效果的影响155
6.4.1缝隙的影响156
6.4.2开孔的影响156
6.4.3金属网的影响157
6.4.4薄膜及导电玻璃的影响158
6.4.5屏蔽电缆的影响158
6.5屏蔽体的设计158
6.5.1屏蔽体设计的一般原则159
6.5.2屏蔽层材料的选择159
6.5.3屏蔽体的结构设计161
6.5.4屏蔽体的工艺设计170
6.5.5电磁屏蔽材料171
第7章接地技术174
7.1接地的概念、作用与分类174
7.2安全地子系统174
7.2.1防止设备漏电的安全接地175
7.2.2防雷安全接地176
7.3信号地子系统177
7.3.1单点信号地系统177
7.3.2多点地网或地平面信号地系统179
7.3.3混合信号地系统180
7.3.4浮空信号地系统183
7.4机壳（架）地子系统184
7.5屏蔽地子系统185
7.5.1低电平、信号输入部分的屏蔽地子系统设计185
7.5.2高电平、功率输出部分的屏蔽地子系统设计193
7.6地线干扰的抑制措施193
7.6.1地线干扰的来源194
7.6.2隔离变压器195
7.6.3共模扼流圈196
7.7电子装置组合系统接地举例196
7.7.1集中控制组合装置的接地系统197
7.7.2大型分散组合系统的接地系统197
7.7.3计算机集中监控室的接地系统198
第8章电力电子电路电磁干扰分析200
8.1元器件的电磁干扰特性分析200
8.1.1无源器件的非理想特性200
8.1.2功率半导体的电磁干扰分析205
8.1.3高频变压器的电磁干扰分析207
8.2阻抗测量与参数提取208
8.2.1阻抗测量方法208
8.2.2模型参数提取方法212
8.3开关电源传导电磁干扰分析219
8.3.1Boost PFC的传导电磁干扰分析220
8.3.2反激电路的传导电磁干扰分析227
8.3.3近场干扰问题234
8.4逆变电路的传导电磁干扰分析235
8.4.1逆变电路结构与干扰源236
8.4.2差模干扰分析与抑制措施238
8.4.3共模干扰分析与抑制措施240
8.5电力电子电路辐射电磁干扰分析244
8.5.1辐射发射产生机理244
8.5.2辐射发射的抑制246
第9章电力电子电磁干扰源抑制248
9.1电力电子装置谐波和开关瞬态干扰源分析248
9.2电力电子装置谐波分析249
9.2.1大功率整流器和逆变器250
9.2.2晶闸管换流器254
9.2.3PWM整流装置的谐波257
9.3电力电子装置谐波抑制261
9.3.1多重化技术261
9.3.2无源电力滤波263
9.3.3有源电力滤波265
9.3.4混合滤波器设计268
9.4电力电子电路开关瞬态干扰的缓冲与吸收269
9.5基于调制的电磁干扰抑制方法271
第10章电力电子系统电磁干扰建模及抑制274
10.1电机驱动系统电磁干扰建模及抑制274
10.1.1电机驱动系统电磁干扰源和耦合路径274
10.1.2电机驱动系统电磁干扰建模275
10.1.3电机驱动系统电磁干扰抑制283
前 言
电磁兼容（EMC）是指设备或系统在其电磁环境中符合要求运行并不对其环境中的任何设备产生无法忍受的电磁干扰的性能。当前电力电子技术正朝着高频、高速、集成化、大功率化方向发展，一方面电路中开关过程产生的di/dt和du/dt会引起很大的传导干扰，有些高频大功率设备会产生强电磁场辐射，电磁环境日益复杂，电磁干扰问题日益突出，另一方面各种产品对可靠性的要求越来越高，电磁兼容已经成为了研究人员在设计过程中必须考虑的问题。电磁兼容作为一门起源于解决实际工程中遇到的电磁干扰问题的学科，经过几十年的研究，已经发展成为包含分析方法、测量技术、建模仿真技术等多方面内容的综合性和实用性极强的学科，涉及的对象几乎包括了一切用电或涉及电磁的设备和系统。为了适应当前电力电子技术发展的形势，加强电磁兼容基础的学习十分必要。
本书主要依据2021年“电气工程一级学科研究生核心教材指南”进行编写，主要参考钱照明、程肇基编著的《电力电子系统电磁兼容设计基础及干扰抑制技术》，在该书的基础上加入了作者多年教学经验和所在课题组近20年来积累的研究经验和研究成果，在保持理论体系完整性和系统性的前提下，删去了部分过时的内容和部分繁杂的推导公式，使结构更紧凑，内容更实用。针对电力电子领域，本书新增了从元器件到电力电子系统级的电磁干扰分析和抑制的章节，注重理论和应用相结合，通过具体电路和系统的分析来帮助读者更好地理解电磁兼容设计的原则、方法和流程。
本书共10章，内容主要包括电磁兼容测量与试验基本方法，滤波、屏蔽和接地三种常用的干扰抑制技术，电力电子系统电磁兼容分析设计方法三个部分。第1章介绍了电磁兼容的基本概念，阐述了电磁兼容学科背景、电磁干扰三要素、电磁兼容技术发展现状；第2章详细介绍了电磁干扰源的分类，分析了各种干扰源产生干扰的机理和特性；第3章介绍了电磁干扰的耦合途径，分析了传导耦合和辐射耦合的原理；第4章介绍了瞬态电磁干扰的产生、危害和防护以及电磁敏感性试验，内容涉及浪涌、脉冲群、静电放电等方面；第5章介绍了滤波技术，重点介绍了EMI滤波器的分类、性质和设计方法；第6章介绍了屏蔽技术，详细介绍了电磁干扰屏蔽的原理、屏蔽体的设计方法和原则；第7章介绍了接地技术，内容主要为接地系统的分类和性质、地线的干扰分析和抑制；第8章介绍了电力电子电路的电磁干扰分析方法，阐述了元器件高频特性和建模方法，并结合开关电源和逆变电路，对电力电子电路的电磁干扰源、耦合途径进行分析；第9章介绍了电力电子装置的谐波及开关瞬态干扰抑制方法，针对电力电子装置的谐波、开关瞬态等干扰，介绍了有源滤波、缓冲吸收、基于调制算法的电磁干扰抑制方法；第10章结合电机驱动系统和光伏发电系统两种常见的电力电子系统，详细分析了电磁干扰产生机理、耦合方式，阐述了系统建模方法，介绍了电磁干扰抑制方法，最后形成了成体系的电力电子系统电磁干扰建模及抑制方法。
本书由陈恒林、钱照明两位教授编著，实验室课题组成员陈磊、钟兆成、周捷、高景龙、张峻华、刘冠辰、孙静、王涛、朱自立、周天翔、叶世泽参与了文稿的整理工作。在本书编写过程中，参考了国内外有关单位和学者的著作和文献，在此谨表衷心感谢；对浙江大学电气工程学院各位同仁的关怀和支持也深表感激之情；同时感谢机械工业出版社为本书出版所做的大量工作。
由于作者水平有限，书中难免有不足之处，希望广大读者批评指正并提出宝贵意见。
本书主要依据2021年“电气工程一级学科研究生核心教材指南”进行编写，主要参考钱照明、程肇基编著的《电力电子系统电磁兼容设计基础及干扰抑制技术》，在该书的基础上加入了作者多年教学经验和所在课题组近20年来积累的研究经验和研究成果，在保持理论体系完整性和系统性的前提下，删去了部分过时的内容和部分繁杂的推导公式，使结构更紧凑，内容更实用。针对电力电子领域，本书新增了从元器件到电力电子系统级的电磁干扰分析和抑制的章节，注重理论和应用相结合，通过具体电路和系统的分析来帮助读者更好地理解电磁兼容设计的原则、方法和流程。
本书共10章，内容主要包括电磁兼容测量与试验基本方法，滤波、屏蔽和接地三种常用的干扰抑制技术，电力电子系统电磁兼容分析设计方法三个部分。第1章介绍了电磁兼容的基本概念，阐述了电磁兼容学科背景、电磁干扰三要素、电磁兼容技术发展现状；第2章详细介绍了电磁干扰源的分类，分析了各种干扰源产生干扰的机理和特性；第3章介绍了电磁干扰的耦合途径，分析了传导耦合和辐射耦合的原理；第4章介绍了瞬态电磁干扰的产生、危害和防护以及电磁敏感性试验，内容涉及浪涌、脉冲群、静电放电等方面；第5章介绍了滤波技术，重点介绍了EMI滤波器的分类、性质和设计方法；第6章介绍了屏蔽技术，详细介绍了电磁干扰屏蔽的原理、屏蔽体的设计方法和原则；第7章介绍了接地技术，内容主要为接地系统的分类和性质、地线的干扰分析和抑制；第8章介绍了电力电子电路的电磁干扰分析方法，阐述了元器件高频特性和建模方法，并结合开关电源和逆变电路，对电力电子电路的电磁干扰源、耦合途径进行分析；第9章介绍了电力电子装置的谐波及开关瞬态干扰抑制方法，针对电力电子装置的谐波、开关瞬态等干扰，介绍了有源滤波、缓冲吸收、基于调制算法的电磁干扰抑制方法；第10章结合电机驱动系统和光伏发电系统两种常见的电力电子系统，详细分析了电磁干扰产生机理、耦合方式，阐述了系统建模方法，介绍了电磁干扰抑制方法，最后形成了成体系的电力电子系统电磁干扰建模及抑制方法。
本书由陈恒林、钱照明两位教授编著，实验室课题组成员陈磊、钟兆成、周捷、高景龙、张峻华、刘冠辰、孙静、王涛、朱自立、周天翔、叶世泽参与了文稿的整理工作。在本书编写过程中，参考了国内外有关单位和学者的著作和文献，在此谨表衷心感谢；对浙江大学电气工程学院各位同仁的关怀和支持也深表感激之情；同时感谢机械工业出版社为本书出版所做的大量工作。
由于作者水平有限，书中难免有不足之处，希望广大读者批评指正并提出宝贵意见。
编著者2023年10月于浙江大学
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