電機系統電磁兼容性試驗
關注創建者：匿名 創建時間：2021-10-09
電機系統電磁兼容性試驗的實例教程
電動汽車上的電力電子變換裝置無論數量還是功率都遠遠超過傳統汽車，電磁兼容問題的嚴重性和復雜性也遠高于傳統汽車。電機驅動系統是電動汽車的三大關鍵系統之一，也是最重要的功率變換裝置，其電磁兼容性能（electromagneTIccompaTIbility，簡稱為EMC）不僅關系到自身的工作可靠性，而且會影響整車的安全運行能力和工作可靠性。從目前已有的電動汽車整車產品的檢測過程來看，大部分車型都是經過多次整改才能夠達到國標的相關規定。鑒于電磁兼容問題的重要性，基于電磁騷擾耦合和傳播的一般機制。
本文給出了電動汽車用驅動電機系統電磁兼容性試驗方法。適用于純電動汽車、混合動力電動汽車和燃料電池電動汽車用驅動電機系統。
注：電動汽車電源系統通常分為2種類型：第一種普通LV(低壓)系統，其典型結構特點為非屏蔽，第二種HV系統，其典型結構特點為屏蔽。
試驗方法如下：
一、電磁輻射發射試驗
1、寬帶電磁輻射發射試驗
試驗方法：本方法用于測試EUT產生的寬帶電磁輻射發射， 若無其他規定， 在30MHz-1000MHz頻率范圍內，則按GB/T18655-2010中規定的方法進行試驗。
試驗狀態：EUT應處于正常工作狀態， 且轉速為額定轉速的50%， 扭矩為額定扭矩的50%， 機械輸出負載達到持續功率的25%。
當轉速或扭矩達不到EUT試驗狀態時， 可調整扭矩或轉速以達到持續功率的25%， 并在試驗報告中注明。
如EUT包含多個單元， 單元之間的連接線宜使用原車上使用的連接線束；如果無法實現， 電子控制單元和人工電源網絡(AN)間的連接線長度應符合本標準規定.線束應按實際情況端接，并帶實際負載和激勵。
試驗布置：試驗布置圖見圖3.
屏蔽配置應按照車輛的實際情況布置，通常所有屏蔽的HV部件應低阻抗正常接地(例如AN、電纜、連接器等狀態) EUT和負載均應接地。
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在我們做電機系統EMC測試的時候經常或者不可避免的會遇到電機堵轉測試的測試工況。其實堵轉測試是電驅系統性能考核指標之一。
什么是堵轉？
電機堵轉是電機在轉速為0轉時仍然輸出扭矩的一種情況。電機堵轉時電機功率因數極低，電機就像接在電源中的一個電感元件，只有其自身的電阻和電感，自然電流會大大增加。電機運行時會產生反電動勢，這是消耗電壓的主要部分。堵轉時反電勢為零，所有電壓都加載在繞組上，所以電流很大。根據電機容量的大小和加工工藝不同，電機堵轉電流一般為電機額定電流的5-12倍。因此，電機的一般性試驗就包括堵轉試驗這一項。
為什么要測堵轉？
因為堵轉工況是純電動汽車常見工況之一，堵轉特性又是電驅動系統關鍵性能考核指標之一。
其描述的主要是：
（1）在一定坡度路面啟動、停靠。
（2）駕駛員拉手剎踩油門。
（3）車輪被馬路牙子等卡死。
（4）變速器由于換擋系統或齒輪膠合導致的卡滯等工況。此時驅動電機系統輸出軸被抱死無法正常運轉而處于堵轉狀態。
堵轉測試
測試方法參考GBT 18488.2：2015中的定義，如下圖：
電機堵轉的機理
以SVPWM技術為例。SVPWM是由三相功率逆變器的六個功率開關元件組成的特定開關模式產生的脈寬調制波，能夠使輸出電流波形盡可能接近于理想的正弦波形，目前無刷電機控制常采用7段式SVPWM，三相定子電流矢量相位之間互差120°，三相電流如下式所示：
其中I為三相定子電流幅值；θ為轉子位置，即定子電流矢量與參考軸（A相電流方向）之間的夾角。由此可見，正常工作時三相電流為對稱的正弦交流電流，如圖所示。
展開 汽車 BCI 試驗（Bulk Current Injection，大電流注入試驗）是汽車電磁兼容（EMC）測試中的一項核心抗擾度試驗，主要模擬汽車電子設備及線纜在電磁環境中受到傳導干擾時的抗干擾能力，確保其在復雜電磁環境下仍能正常工作。
目前，現代汽車逐漸電子化、智能化，BCI 測試仿真已從 “可選環節” 變為 “核心環節”—— 它通過在開發早期預測電磁干擾風險、支撐復雜系統設計、提升法規驗證效率、保障功能安全，直接影響整車研發周期、成本及市場競爭力。
8月12日，Ansys官方策劃的研討會『汽車BCI試驗的EMC仿真解決方案（汽車電磁兼容抗擾性試驗）』基于試驗講解兩種EMC仿真解決方案，脫離經驗依賴，落地正向設計方案，下滑預約學習??
時間：8月12日（星期二），16：00-17：00
內容簡介：傳統EMC設計方法對經驗的依賴性高，經驗模型失效后往往導致認證測試周期延長及資源消耗加劇，甚至引發系統性失效風險。因此，EMC經常被認為是玄學。大電流注入(BCI)抗擾度試驗，通常是整車必須試驗項目。目的是驗證整車所集成的各種電控單元功能在惡劣的電磁干擾中維持正常工作，滿足電磁兼容要求。
Ansys基于電磁場多維度建模技術提供兩種EMC仿真解決方案，將EMC從玄學變成科學，滿足不同客戶對仿真的需求。1.基于HFSS/Q3D精確建模BCI認證測試環境，模擬實際場景，實現仿真替代測試，加速研發進度；2.根據第一性原理，通過仿測一體化定位EMC問題根因，在研發流程中通過特征化仿真，落地正向設計方案。
講師：
倪勝 | Ansys主任應用工程師
畢業于華中師范大學微電子專業，碩士學位。
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展開 引言
電機驅動系統作為電動汽車的動力來源及將電能轉換為機械能的關鍵設備，在電力轉換的過程中會產生大量的傳導及輻射騷擾信號，是電動汽車EMC問題的主要零部件之一。
由于監管機構的強制要求及各車廠出于提高自身競爭力的考慮，目前設計人員已對電動汽車的EMC問題做了較多的研究，相關的國家標準也日益為人們所熟知。
其中GB/T18655—2018《車輛、船和內燃機無線電騷擾特性用于保護車載接收機的限值和測量方法》是零部件廠商應用最為廣泛的EMC標準之一，該標準在新修訂的內容中增加了對高低壓部件的適用性部分，包括高低壓耦合的測量方法及高壓部分的限值等，并在附錄I高壓部件的示例中提到帶電機的逆變器。
但該標準未限定測試中電機及控制器應處于的工作狀態，根據文獻的研究，不同工作狀態下電機驅動系統的傳導及發射騷擾性能在不同頻段有不同的表現。除此之外，工業與信息化部在2018年推出了針對性適用于電動汽車用電機驅動系統的EMC標準GB/T36282—2018《電動汽車用驅動電機系統電磁兼容性要求和試驗方法》，此標準從整車應用的角度出發，對電機驅動系統的輻射騷擾限值、輻射抗擾及傳導抗擾、靜電放電抗擾都做了全面的要求，是電機驅動系統較為全面的EMC標準，該標準還對測試時電機驅動系統應處于的工作狀態做了明確要求，得到了認可和廣泛應用。
EMC測試往往是電機驅動系統測試的后期環節，同時也是關鍵環節，若EMC測試的效果不理想，可能導致開發過程較多的重復，同時由于EMC測試資源緊張，其測試費用也十分高昂，廠家一般都難以預留充足的EMC測試整改時間。因而，在設計階段對影響EMC性能的關鍵因素做較為充分的考慮，在方案設計中對可能存在的EMC問題進行設計消除，是設計工程師必須考慮的內容。
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除此之外，工業與信息化部在2018年推出了針對性適用于電動汽車用電機驅動系統的EMC標準GB/T36282—2018《電動汽車用驅動電機系統電磁兼容性要求和試驗方法》，此標準從整車應用的角度出發，對電機驅動系統的輻射騷擾限值、輻射抗擾及傳導抗擾、靜電放電抗擾都做了全面的要求，是電機驅動系統較為全面的EMC標準，該標準還對測試時電機驅動系統應處于的工作狀態做了明確要求，得到了認可和廣泛應用。
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除此之外，工業與信息化部在2018年推出了針對性適用于電動汽車用電機驅動系統的EMC標準GB/T36282—2018《電動汽車用驅動電機系統電磁兼容性要求和試驗方法》，此標準從整車應用的角度出發，對電機驅動系統的輻射騷擾限值、輻射抗擾及傳導抗擾、靜電放電抗擾都做了全面的要求，是電機驅動系統較為全面的EMC標準，該標準還對測試時電機驅動系統應處于的工作狀態做了明確要求，得到了認可和廣泛應用。
今年6月份，國家標準化管理委員會發布了《電動汽車用驅動電機系統電磁兼容性要求和試驗方法》，標準號為GB/T 36282-2018，該標準將于2019年1月1號開始實施。
