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汽车雨刮电机电磁干扰的仿真与实验研究

作　者: 周尚华
导　师: 俞集辉
学　校: 重庆大学
专　业: 电气工程
关键词: 电磁兼容 直流电机 传导干扰 辐射干扰 汽车
分类号: U463.855
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 251次
引　用: 4次
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内容摘要


随着汽车电子技术的发展,日益增多的电子产品的使用恶化了汽车的电磁环境,汽车电磁兼容已经成为汽车设计中必须考虑的问题。雨刮电机作为车内的重要电磁干扰源,对汽车的电磁兼容性有重要影响,其表现在:一方面,雨刮电机在工作过程中产生的电磁干扰强度较高,且频率范围很广;另一方面,车载电子设备的增多以及工作电平的不断降低,使得雨刮电机对车载设备的耦合干扰大幅增加,而且雨刮电机也是导致汽车零部件或整车无法通过相关EMC强制法规的重要原因。所以,对汽车雨刮电机的电磁兼容性进行研究具有极为重要的理论意义和工程价值。本论文在重庆市自然科学基金重点项目“汽车电气系统电磁兼容性研究”(NO. CSTC,2006BA6015)的支持下,重点对汽车雨刮电机在工作过程中产生的电磁干扰进行了仿真和实验研究,主要内容如下:○1对雨刮电机的基本构造,运行原理及仿真涉及的电路和电磁场理论进行了分析,奠定了本课题研究的理论基础。○2对雨刮电机的传导电磁干扰进行了仿真研究。重点分析电机的换向过程,揭示传导干扰产生的机理,建立换向过程的等效电路,计算换向过程中时变的电刷接触压降,并考虑高频时分布参数的影响建立电机绕组的高频等效电路模型,最终建立了电机传导干扰的仿真模型。最后,还分析了电机的设计参数对传导电磁干扰的影响。○3对雨刮电机的辐射电磁干扰进行了仿真研究。分析了电机辐射干扰的产生机理和辐射路径,并根据信号与系统理论利用系统传递函数结合实测的传导数据来预测电机的辐射。○4在重庆市电磁兼容工程技术研究中心的电波暗室进行了电机传导和辐射干扰的实验测试。通过仿真和实验结果的对比,验证了模型及方法的正确性。○5对雨刮电机电磁干扰的抑制技术进行了理论分析,并对一具体抑制措施进行了实验测试,提出了抑制干扰的具体措施和注意事项。

全文目录


摘要  3-4
ABSTRACT  4-8
1 绪论  8-16
  1.1 论文选题意义  8-9
  1.2 国内外研究现状  9-12
    1.2.1 国外汽车电磁兼容的研究状况  9-11
    1.2.2 国内汽车电磁兼容的研究状况  11-12
    1.2.3 直流电机的电磁兼容研究  12
  1.3 电磁场的数值计算简介  12-15
  1.4 主要研究工作  15-16
2 永磁直流电动机理论与运行  16-25
  2.1 直流电动机的工作原理  16-17
  2.2 永磁直流电动机的基本方程  17-19
    2.2.1 电磁转矩和感应电势  17-18
    2.2.2 电压平衡方程  18
    2.2.3 转矩平衡方程  18
    2.2.4 功率平衡方程  18-19
  2.3 直流电机的换向过程  19-25
    2.3.1 换向的基本概念  19-20
    2.3.2 换向元件内的电势和电势方程  20-22
    2.3.3 换向过程的三种情况  22-25
3 雨刮电机的传导电磁干扰研究  25-41
  3.1 雨刮电机的基本结构和运行状态  25-27
    3.1.1 雨刮电机的基本结构  25-26
    3.1.2 雨刮电机的运行状态  26-27
  3.2 雨刮电机的换向过程分析  27-31
    3.2.1 换向引起电压电流脉动  27-28
    3.2.2 换向过程的等效电路及计算  28-31
  3.3 电机绕组的EMC 模型  31-34
    3.3.1 绕组阻抗的实验测试  31-32
    3.3.2 电机绕组的建模  32-34
  3.4 雨刮电机传导干扰的仿真及实验  34-40
    3.4.1 传导干扰的实验测试  34-36
    3.4.2 传导干扰的建模与仿真  36-38
    3.4.3 电机参数对传导干扰的影响  38-40
  3.5 本章小结  40-41
4 雨刮电机的辐射电磁干扰研究  41-56
  4.1 FIT 算法的基本理论  41-48
    4.1.1 Maxwell 网格方程  42-45
    4.1.2 Maxwell 网格方程的时域求解  45-47
    4.1.3 数值色散对离散空间的要求  47-48
  4.2 辐射仿真的建模  48-53
    4.2.1 基本理论  48-49
    4.2.2 辐射干扰的实验测试  49-50
    4.2.3 系统的建模及传递函数的计算  50-51
    4.2.4 传导电压的测量  51-53
  4.3 仿真和实测结果  53-54
  4.4 本章小结  54-56
5 雨刮电机电磁干扰的抑制技术研究  56-61
  5.1 电磁干扰抑制的理论分析  56-58
    5.1.1 改善换向  56-57
    5.1.2 滤波  57-58
  5.2 抑制技术的实验研究  58-60
  5.3 本章小结  60-61
6 论文总结  61-63
  6.1 论文的主要工作及成果  61
  6.2 需进一步研究的问题  61-63
致谢  63-64
参考文献  64-68
附录  68

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中图分类: > 交通运输 > 公路运输 > 汽车工程 > 汽车结构部件 > 驾驶室及车身 > 驾驶室及车身的附件 > 刮雨器
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