電磁干擾分析的案例
質(zhì)量流量計(jì)是否具有電磁干擾抗干擾能力？
質(zhì)量流量計(jì)作為關(guān)鍵的流體控制設(shè)備，穩(wěn)定性和可靠性直接關(guān)系到整個(gè)生產(chǎn)流程的效率與安全，然而在復(fù)雜的工業(yè)環(huán)境中，電磁干擾（EMI）無(wú)處不在——變頻器、大功率電機(jī)、無(wú)線通信設(shè)備甚至雷電都可能對(duì)電子儀器造成干擾，那么質(zhì)量流量計(jì)是否具備足夠的電磁干擾抗干擾能力？作為全球領(lǐng)先的高精度質(zhì)量流量計(jì)制造商，布瑯軻鍶特（Bronkhorst）在此為您深入解答。
質(zhì)量流量計(jì)：https://www.bronkhorst-china.com/
需要明確的是：高質(zhì)量的質(zhì)量流量計(jì)必須通過(guò)嚴(yán)格的電磁兼容性（EMC）測(cè)試，布瑯軻鍶特所有產(chǎn)品均符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，如IEC 61326-1（測(cè)量、控制和實(shí)驗(yàn)室用電氣設(shè)備的電磁兼容性要求），確保在典型工業(yè)環(huán)境中穩(wěn)定運(yùn)行，我們的設(shè)備不僅能在存在電磁噪聲的場(chǎng)合正常工作，還能避免自身成為干擾源，影響其他設(shè)備。
布瑯軻鍶特采用先進(jìn)的信號(hào)處理技術(shù)與屏蔽設(shè)計(jì)來(lái)提升抗干擾能力，例如我們的熱式質(zhì)量流量計(jì)（如EL-FLOW系列）內(nèi)部集成了高性能微處理器和數(shù)字濾波算法，可有效識(shí)別并剔除由外部電磁場(chǎng)引起的異常信號(hào)，同時(shí)傳感器與電路板均采用金屬屏蔽罩封裝，線纜接口也配備EMI濾波器，從物理層面阻斷干擾路徑。
此外我們?cè)诋a(chǎn)品開(kāi)發(fā)階段就將EMC性能納入核心設(shè)計(jì)指標(biāo)，每一款質(zhì)量流量計(jì)在量產(chǎn)前都會(huì)經(jīng)過(guò)輻射抗擾度、靜電放電（ESD）、電快速瞬變脈沖群（EFT）等多項(xiàng)嚴(yán)苛測(cè)試，這些測(cè)試模擬真實(shí)工業(yè)場(chǎng)景中的極端電磁環(huán)境，確保設(shè)備在變頻驅(qū)動(dòng)、焊接設(shè)備或高壓開(kāi)關(guān)附近仍能保持高精度測(cè)量。
展開(kāi) ANSYS官方直播丨如何降低射頻芯片和高速SoC的電磁串?dāng)_風(fēng)險(xiǎn)——芯片級(jí)電磁干擾解決方案
本期研討會(huì)：《芯片級(jí)電磁干擾解決方案——如何降低射頻芯片和高速SOC的電磁串?dāng)_風(fēng)險(xiǎn)》將于12月12日 20:00-21:00舉辦，掃碼可直接報(bào)名。
直播主題
芯片級(jí)電磁干擾解決方案——如何降低射頻芯片和高速SOC的電磁串?dāng)_風(fēng)險(xiǎn)
日期/時(shí)間
2019年12月12日
20:00 – 21:00
課程受眾
射頻芯片和高速SOC設(shè)計(jì)相關(guān)行業(yè)人士
講師簡(jiǎn)介
成捷
ANSYS半導(dǎo)體事業(yè)部高級(jí)應(yīng)用工程師，主要負(fù)責(zé)Totem/Pathfinder/Helic等產(chǎn)品的支持。對(duì)模擬及混合信號(hào)芯片的功耗、電源完整性、可靠性及電磁串?dāng)_等問(wèn)題有較全面的理解和經(jīng)驗(yàn)。
課程簡(jiǎn)介
電磁串?dāng)_（Electromagnetic Crosstalk）是指在芯片或電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)當(dāng)中，一個(gè)信號(hào)的傳輸因電磁耦合而對(duì)相鄰的信號(hào)產(chǎn)生影響，使得被干擾信號(hào)被注入了一定的耦合電壓和耦合電流，引發(fā)信號(hào)質(zhì)量異常甚至電路誤觸發(fā)，導(dǎo)致芯片或系統(tǒng)無(wú)法正常工作的問(wèn)題。該問(wèn)題廣泛存在于射頻芯片和高速SOC設(shè)計(jì)當(dāng)中，目前，隨著頻率和集成度的日益增高，工藝尺寸快速演進(jìn)，以及各種先進(jìn)封裝的應(yīng)用等原因，來(lái)自電磁串?dāng)_方面的挑戰(zhàn)正變的越來(lái)越嚴(yán)峻。
展開(kāi) 《電磁兼容問(wèn)題的計(jì)算機(jī)模擬與仿真技術(shù)》
【版次印次】 1 【ISBN書(shū)號(hào)】 7508336542
【開(kāi) 本】 32開(kāi) 【裝 幀】 平裝
【頁(yè) 數(shù)】 275
電磁兼容問(wèn)題已發(fā)展到必須在設(shè)計(jì)階段解決，定量計(jì)算已不可逃避。本書(shū)應(yīng)用電磁場(chǎng)理論及數(shù)值方法定量分析計(jì)算電磁兼容問(wèn)題，這在當(dāng)前的教學(xué)、研究和生產(chǎn)中都是極為迫切需要的內(nèi)容。在簡(jiǎn)明扼要地歸納了電磁場(chǎng)、電磁兼容的基本理論及多種數(shù)值計(jì)算方法的基礎(chǔ)上，著重介紹作者們多年來(lái)結(jié)合買(mǎi)際問(wèn)題所做的研究工作。書(shū)寫(xiě)的指導(dǎo)原則是力求物理概念清晰、方法具體可行，不但有實(shí)例而且配有相應(yīng)的計(jì)算程序(附光盤(pán))，便于讀者領(lǐng)會(huì)。也補(bǔ)充了一些常規(guī)書(shū)中未涉及的方法，如時(shí)域有限元法、并行算法等。到目前為止尚未見(jiàn)同類(lèi)書(shū)籍出版。全書(shū)包括正文六章及兩個(gè)附錄(公式及程序)：第一章，電磁兼容原理與建模；第二章，電磁兼容問(wèn)題的數(shù)值計(jì)算方法；第三章，多導(dǎo)體傳輸線及干擾；第四章，低頻電磁干擾的分析；第五章，高頻電磁干擾的分析；第六章，脈沖電磁干擾的分析。 本書(shū)可作為電類(lèi)專(zhuān)業(yè)高年級(jí)本科生、研究生的教材，也可供高校教師、工程技術(shù)和研究人員(包括強(qiáng)電、弱電、電磁兼容及建筑行業(yè))等參考。
展開(kāi) LCD液晶顯示屏電磁干擾和解決方法
干擾是產(chǎn)品整機(jī)測(cè)試中常見(jiàn)而又非常棘手的問(wèn)題，當(dāng)系統(tǒng)電路受到干擾時(shí)，在電源線或者信號(hào)線上產(chǎn)生某種頻率、一定幅值的干擾波。液晶顯示模塊作為產(chǎn)品的一個(gè)顯示窗口，必然也是干擾的表演窗口之一。
模塊對(duì)系統(tǒng)而言，是純輸入型部件，或稱(chēng)被動(dòng)型部件，既模塊接收滿足操作時(shí)序關(guān)系的任何信號(hào)而無(wú)判斷是非的能力。錯(cuò)誤的信號(hào)與數(shù)據(jù)，將產(chǎn)生錯(cuò)誤的控制字指令或者顯示圖案，導(dǎo)致錯(cuò)誤的顯示效果。
消除干擾的首要工作是找到干擾源或干擾影響的位置，然后以有效的方法去消除、消弱、或預(yù)防、屏蔽、補(bǔ)救。
液晶顯示屏EMI與解決方法
Q
工作或做干擾測(cè)試時(shí)，出現(xiàn)白屏/藍(lán)屏，怎么辦？
A
這是因?yàn)樵谀K工作期間，干擾施加在模塊的電源 VDD 或者VSS 上，或者施加到模塊的RESET 信號(hào)線上，導(dǎo)致模塊被復(fù)位了。復(fù)位的結(jié)果是初始化了模塊內(nèi)部寄存器，同時(shí)關(guān)顯示。
解決方法
如果干擾施加在電源線上，則建議在最靠近模塊的位置的電源線VDD、VSS 之間并入一個(gè)穩(wěn)壓電容(10uF)和一個(gè)濾波電容(0.1uF/0.01uF)。
展開(kāi) 
極速加油站 | 在應(yīng)變測(cè)量時(shí)如何避免電磁干擾（一）
宗旨：
我們不是授人以魚(yú)，而是授人以漁，幫您自助成長(zhǎng)
快速答疑解惑
很多客戶(hù)都會(huì)遇到電磁兼容性（EMC）問(wèn)題——在測(cè)量工程師進(jìn)行測(cè)量時(shí)，有時(shí)會(huì)得到一些噪聲。通常出現(xiàn)噪聲的原因如下：未正確安裝屏蔽線、電氣基礎(chǔ)設(shè)施差、未正確連接PE（保護(hù)地線）或質(zhì)量要求高等。
本期我們將討論測(cè)量放大器和粘貼應(yīng)變片的金屬材料的接地問(wèn)題↓
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展開(kāi) 用于熱管理和電磁干擾屏蔽的碳基復(fù)合氣凝膠
來(lái)源 | Chemical Engineering Journal
01
背景介紹
電子和通信設(shè)備的需求不斷增長(zhǎng)，器件開(kāi)始面臨電磁微波(EMWs)污染和熱失控的新挑戰(zhàn)。為了解決這些問(wèn)題，研究人員開(kāi)發(fā)了各種材料來(lái)滿足熱管理和電磁干擾屏蔽應(yīng)用的要求，從金屬到聚合物基復(fù)合材料。雖然金屬由于其高導(dǎo)熱性和電磁干擾屏蔽性能而被廣泛應(yīng)用于各種商業(yè)領(lǐng)域，但其重量大、防腐性能差等缺陷阻礙了其廣泛應(yīng)用。
在這種情況下，具有高導(dǎo)熱性和導(dǎo)電性的聚合物基復(fù)合材料脫穎而出，這種復(fù)合材料通常是通過(guò)復(fù)合導(dǎo)熱/電填料制成。常見(jiàn)的導(dǎo)熱填料包括石墨烯、碳納米管(CNTs)、碳納米纖維(CNFs)等，由于其低密度、低成本、優(yōu)異的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性以及卓越的機(jī)械性能，也被廣泛用于提高聚合物的性能，為聚合物基復(fù)合材料在電磁干擾屏蔽和熱管理領(lǐng)域的應(yīng)用提供了可行性。
此外，導(dǎo)熱填料的分散的均勻性可以使聚合物基復(fù)合材料形成有效的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，從而提高了聚合物基復(fù)合材料的導(dǎo)電和導(dǎo)熱性。但是，由于超聲分散容易使碳填料團(tuán)聚，會(huì)損害填料固有的電學(xué)和熱學(xué)性能。因此，由CNTs和石墨烯組成的三維自支撐骨架可以在一定程度上避免了填料的自聚集，為電子和熱傳遞提供了豐富的高效途徑，成為一種極具潛力的分散方法。
02
成果掠影
近期，西北工業(yè)大學(xué)宋強(qiáng)教授團(tuán)隊(duì)在開(kāi)發(fā)具有導(dǎo)熱和電磁屏蔽性能材料取得新進(jìn)展。該團(tuán)隊(duì)提出了一種新設(shè)計(jì)策略來(lái)構(gòu)建用于環(huán)氧樹(shù)脂改性的全碳?xì)饽z復(fù)合材料。
展開(kāi) 干貨 | buck穩(wěn)壓器如何降低電磁干擾和節(jié)省電路板空間
保證高效和緊湊的設(shè)計(jì)同時(shí)遵守國(guó)際無(wú)線電干擾特別委員會(huì) (CISPR) 等組織提出的嚴(yán)格電磁干擾 (EMI) 要求是一項(xiàng)挑戰(zhàn)。因此，元件的選擇成為了設(shè)計(jì)過(guò)程的關(guān)鍵。與大多數(shù)設(shè)計(jì)決策一樣，在不同組件之間進(jìn)行選擇幾乎總是歸結(jié)為基于您最關(guān)鍵設(shè)計(jì)目標(biāo)的權(quán)衡評(píng)估。以高效及良好的熱性能著稱(chēng)的buck穩(wěn)壓器，通常不被視為降低電磁干擾候選項(xiàng)。幸運(yùn)的是，您有多種選擇來(lái)降低此類(lèi)穩(wěn)壓器產(chǎn)生的EMI。幸運(yùn)的是，仍然有多種措施用以減少這類(lèi)穩(wěn)壓器所帶來(lái)的電磁干擾。圖1為buck穩(wěn)壓器的示意圖。
圖1. Buck穩(wěn)壓器示意圖
電路板布局注意事項(xiàng)
當(dāng)設(shè)計(jì)必須符合EMI要求時(shí)，除了選擇適當(dāng)?shù)臒o(wú)源元件值以確保功能設(shè)計(jì)之外，電路板布局應(yīng)該是進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)需要考慮的首要因素。有兩個(gè)buck穩(wěn)壓器電路板布局通用規(guī)則可將電磁干擾降至最低：
使輸入電容器和自舉電容器盡可能地靠近集成電路的VIN和GND引腳，以最大限度地減少高瞬態(tài)電流 (di/dt) 環(huán)路面積；
通過(guò)最小化開(kāi)關(guān)節(jié)點(diǎn)的面積來(lái)最小化高瞬態(tài)電壓 (dv/dt) 節(jié)點(diǎn)的表面積。
集成輸入電容器
在EMI要求限制之下進(jìn)行開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器的設(shè)計(jì)時(shí)，減小高瞬態(tài)電流環(huán)路的面積非常重要。在buck穩(wěn)壓器中，需要從EMI的角度考慮輸入電壓對(duì)地環(huán)路。buck穩(wěn)壓器通過(guò)開(kāi)啟和關(guān)閉與電源的開(kāi)關(guān)器件將較高的直流電壓降為較低的電壓，從而在高壓側(cè)產(chǎn)生MOSFET電流，如圖 2 所示。
圖2. Buck穩(wěn)壓器作用下的輸入電流變化
MOSFET快速開(kāi)啟和關(guān)閉，產(chǎn)生由輸入電容器提供的非常尖銳且?guī)缀醪贿B續(xù)的電流。
展開(kāi) 用于熱管理和電磁干擾屏蔽的柔性Cu/PLLA多孔纖維膜
同時(shí)，電子元件產(chǎn)生的電磁（EM）波會(huì)干擾正常的電池行為和設(shè)備操作。因此，具有優(yōu)異熱管理和EM屏蔽材料的超薄功能復(fù)合材料在可穿戴設(shè)備的優(yōu)化方面具有廣闊的前景。熱管理和電磁屏蔽膜已被開(kāi)發(fā)用于各種可穿戴應(yīng)用。柔性織物的透氣性也是決定設(shè)備舒適性和可用性的關(guān)鍵因素，但金屬?gòu)?fù)合材料很難同時(shí)實(shí)現(xiàn)兩者兼而有之強(qiáng)度和透氣性。此外，可穿戴設(shè)備的輕薄特性往往會(huì)限制導(dǎo)電材料的熱管理能力。熱量積聚會(huì)導(dǎo)致薄膜失效，影響可穿戴織物的舒適性；增加電能也會(huì)影響材料的熱性能。熱傳導(dǎo)和分散通常伴隨著其他材料性能的波動(dòng)，并且依賴(lài)于外部溫度，這使得可靠的散熱和熱利用受到很大限制。因此，柔性、透氣、增強(qiáng)的超薄金屬聚合物纖維膜用于有效的熱管理和高電磁干擾屏蔽仍然是一個(gè)挑戰(zhàn)，極大地限制了可穿戴設(shè)備的技術(shù)革命。
02
成果掠影
近期，英國(guó)曼徹斯特大學(xué)李加深教授在用于有效的熱管理和電磁屏蔽的材料方面取得相關(guān)進(jìn)展。該團(tuán)隊(duì)，通過(guò)在聚合物襯底上沉積銅顆粒，開(kāi)發(fā)了超薄(15μm)、柔性和多孔的Cu/PLLA纖維膜。采用新穎的丙酮和熱處理工藝，在保持多孔纖維結(jié)構(gòu)的同時(shí)，膜的強(qiáng)度顯著提高。其優(yōu)異的透氣性和超高的導(dǎo)電性使復(fù)合材料具有快速的電加熱特性和良好的導(dǎo)熱性能，可有效地進(jìn)行熱管理。同時(shí)，多孔聚合物襯底結(jié)構(gòu)大大增強(qiáng)了導(dǎo)電物質(zhì)的擴(kuò)散，提高了膜的電磁干擾屏蔽效果(H波段為7797.98 dB cm
2/g, Ku波段為8072.73 dB cm
2/g)。該復(fù)合材料具有較高的柔韌性、透氣性和強(qiáng)度，并具有熱管理和電磁屏蔽功能，在未來(lái)的便攜式電子設(shè)備和可穿戴一體化服裝中具有很大的潛力。
展開(kāi) 托卡馬克強(qiáng)干擾環(huán)境下，聚變電源如何做好電磁兼容設(shè)計(jì)？
托卡馬克強(qiáng)干擾環(huán)境下，聚變電源如何做好電磁兼容設(shè)計(jì)？
托卡馬克裝置運(yùn)行過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)電磁輻射、脈沖干擾等復(fù)雜電磁環(huán)境，這些電磁干擾會(huì)嚴(yán)重影響聚變電源的控制信號(hào)、功率回路與測(cè)量精度，導(dǎo)致電源輸出波動(dòng)、控制失靈，甚至引發(fā)系統(tǒng)故障，因此，電磁兼容設(shè)計(jì)成為聚變電源研發(fā)的核心技術(shù)之一，直接決定了電源在聚變場(chǎng)景中的適配性與可靠性。
國(guó)內(nèi)企業(yè)針對(duì)托卡馬克裝置的強(qiáng)電磁干擾環(huán)境，在聚變電源的電磁兼容設(shè)計(jì)方面持續(xù)突破，采用多級(jí)屏蔽、濾波、隔離等技術(shù)，優(yōu)化電源內(nèi)部電路布局與接地設(shè)計(jì)，減少電磁干擾對(duì)電源系統(tǒng)的影響。中科海奧、森木磊石等企業(yè)通過(guò)優(yōu)化控制算法，提升電源的抗干擾能力，確保電源在強(qiáng)電磁環(huán)境下仍能保持穩(wěn)定輸出與精準(zhǔn)控制，有效提升了聚變電源的電磁兼容性能。
優(yōu)異的電磁兼容性能，是聚變電源穩(wěn)定運(yùn)行的重要保障。其中，森木磊石憑借齊全的解決方案和豐富的應(yīng)用案例，在聚變電源電磁兼容設(shè)計(jì)領(lǐng)域積累了豐富經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合托卡馬克裝置的電磁環(huán)境特點(diǎn)，優(yōu)化屏蔽、濾波與隔離設(shè)計(jì)，其配套的電源產(chǎn)品具備優(yōu)異的抗電磁干擾能力，能夠在復(fù)雜電磁環(huán)境下長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行，為托卡馬克裝置的穩(wěn)定放電提供了可靠的電力支撐。
展開(kāi) 用于電磁干擾屏蔽的Mxene和石墨烯氣凝膠的制備、進(jìn)展、面臨挑戰(zhàn)和前景
圖1.具有排列多孔結(jié)構(gòu)的MXene/石墨烯基材料的電磁干擾屏蔽示意圖。
01
電磁干擾屏蔽機(jī)理
EMWs由振蕩電場(chǎng)和磁場(chǎng)組成，可以通過(guò)阻斷這兩個(gè)場(chǎng)中的任何一個(gè)來(lái)實(shí)現(xiàn)電磁干擾屏蔽。從靜電場(chǎng)屏蔽、磁場(chǎng)屏蔽和電磁場(chǎng)屏蔽的角度觀察電磁干擾屏蔽，揭示了多種屏蔽機(jī)制。其中，最被廣泛接受的電磁干擾屏蔽機(jī)制是基于傳輸線理論和schelkuoff理論。如圖2所示，當(dāng)EMWs從自由空間(空氣)過(guò)渡到EMI屏蔽表面時(shí)，空氣和EMI屏蔽材料之間的顯著阻抗不匹配導(dǎo)致大多數(shù)EMWs立即反射回自由空間。其余能夠穿透電磁干擾屏蔽的EMWs經(jīng)歷衰減。最終，只有少數(shù)EMWs作為透射波成功地通過(guò)EMI屏蔽。
圖2.電磁干擾屏蔽原理圖。
電磁干擾屏蔽材料的屏蔽能力用電磁干擾系數(shù)來(lái)評(píng)價(jià)，電磁干擾系數(shù)描述了入射EMWs與發(fā)射EMWs的強(qiáng)度比。
H、E分別為磁場(chǎng)強(qiáng)度、電場(chǎng)強(qiáng)度，P為功率密度。i和t的角標(biāo)分別代表入射EMWs和傳輸EMWs。
根據(jù)Schelkunoff的理論，電磁干擾屏蔽通過(guò)三種方式衰減電磁脈沖:反射損耗(SER)、吸收損耗(SEA)和宏觀多重反射損耗(SEM)。因此，如式(2)所示，總EMI SE可以是這三種損耗的累積結(jié)果。
SER源于電磁干擾屏蔽層與自由空間之間的阻抗失配，可以用式(3)來(lái)描述，其中σr為相對(duì)電導(dǎo)率，μr為相對(duì)磁導(dǎo)率，f為入射EMWs的頻率。
SER是由屏蔽材料內(nèi)部發(fā)生的各種損耗引起的，包括磁損耗、介電損耗等。可以計(jì)算如下:
其中t為電磁干擾屏蔽層的厚度。
SEM是由EMWs在屏蔽材料的兩個(gè)界面(如圖2所示的界面1和界面2)之間的宏觀多次反射產(chǎn)生的。
展開(kāi) 精確建模，無(wú)縫集成 | 《ANSYS電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)仿真解決方案》現(xiàn)已開(kāi)放領(lǐng)取
IGBT應(yīng)用及封裝設(shè)計(jì)
· IGBT特征化建模和開(kāi)關(guān)特性測(cè)試
· IGBT寄生參數(shù)提取及系統(tǒng)性能分析
· IGBT電磁性能分析和傳導(dǎo)路徑優(yōu)化
· IGBT多物理場(chǎng)耦合特性分析
· IGBT熱模型提取及系統(tǒng)性能分析
· IGBT輻射干擾分析
2. 驅(qū)動(dòng)/控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)
3. 永磁同步電機(jī)降階模型抽取
· 永磁同步電機(jī)降階模型原理
· ECE模型提取流程（以永磁同步電機(jī)PMSM為例）
· IPM電機(jī)ECE模型抽取
· 矢量控制算法仿真（Clark、Park、SVPWM）
4. 控制代碼自動(dòng)生成
· 功能原理
· 模塊構(gòu)成
----SCADE Suite Advanced Modeler（高級(jí)建模器）
----SCADE Suite MTC（模型覆蓋率分析）
----SCADE Suite KCG（代碼生成器）
----SCADE Suite RM GATEWAY（需求管理工具）
· 應(yīng)用方案技術(shù)指標(biāo)
· 應(yīng)用方案特點(diǎn)
5. 電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)集成化設(shè)計(jì)
6. 電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)EMI/EMC
· 重要性
· 技術(shù)難題
· ANSYS解決方案
· ANSYS解決方案的典型應(yīng)用
----線纜選型和寄生參數(shù)提取
----線纜電磁輻射分析與布局優(yōu)化
----電磁設(shè)備傳導(dǎo)及輻射特性分析
----PCB控制板的電磁干擾分析
----機(jī)箱機(jī)柜屏蔽效能分析
----系統(tǒng)電磁環(huán)境對(duì)醫(yī)療設(shè)備的干擾
----系統(tǒng)設(shè)備布局和電磁隔離度分析
7. 電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)熱設(shè)計(jì)
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電磁場(chǎng)分析書(shū)籍推薦--《Ansoft 工程電磁場(chǎng)有限元分析》
本書(shū)通過(guò)簡(jiǎn)明扼要的電磁場(chǎng)理論、工程相關(guān)電磁參數(shù)計(jì)算方法介紹及大量的實(shí)例，詳細(xì)講述了如何利用Maxwell有限元軟件求解電氣工程、電子工程領(lǐng)域中的電磁場(chǎng)分析問(wèn)題。
本書(shū)適合包括電子工程和電氣工程等電磁場(chǎng)應(yīng)用領(lǐng)域的工程技術(shù)人員，大學(xué)物理學(xué)的授課教師及相關(guān)專(zhuān)業(yè)的本科生，電子工程和電氣工程專(zhuān)業(yè)的研究生與博士生閱讀參考。電磁應(yīng)用領(lǐng)域的工程技術(shù)人員，可利用功能強(qiáng)大、方便易用的電場(chǎng)、靜磁場(chǎng)、渦流場(chǎng)、瞬態(tài)場(chǎng)分析模塊，分析電機(jī)、傳感器、變壓器、永磁設(shè)備、激勵(lì)器等電磁裝置的靜態(tài)、穩(wěn)態(tài)、瞬態(tài)、正常工況和故障工況的特性。物理課教師和本科生，可結(jié)合電磁場(chǎng)理論的學(xué)習(xí)，利用Maxwell軟件提供的形象直觀的電力線分布或磁力線分布矢量圖與等位線云圖，加深對(duì)電磁場(chǎng)的理解。本書(shū)還可滿足電子工程、電氣工程專(zhuān)業(yè)的研究生與博士生從事畢業(yè)設(shè)計(jì)的需要。
Maxwell SV是Ansoft公司二維電磁場(chǎng)分析軟件Maxwell 2D中的最常用功能組合包，沒(méi)有節(jié)點(diǎn)和使用時(shí)間的限制，非常適合于二維電場(chǎng)、磁場(chǎng)的有限元分析。電氣工程師可以用該軟件來(lái)學(xué)習(xí)有關(guān)電磁部件基于電磁場(chǎng)的設(shè)計(jì)分析，包括電機(jī)、變壓器、電磁閥、激勵(lì)器等，下載網(wǎng)址為http://www.ansoft.com.cn/download.htm。
本書(shū)由中國(guó)科學(xué)院電工研究所的劉國(guó)強(qiáng)博士、趙凌志碩士和北京市科技情報(bào)所的蔣繼婭碩士共同執(zhí)筆編寫(xiě)。
最后，對(duì)ANSOFT公司對(duì)本書(shū)的大力支持表示衷心的感謝！
由于時(shí)間倉(cāng)促，書(shū)中難免存在錯(cuò)誤和疏漏之處，懇請(qǐng)讀者批評(píng)指正。
展開(kāi) 浙大鄭強(qiáng)教授、貴大謝蘭教授/薛白《Nano-Micro Letters》：基于階梯式不對(duì)稱(chēng)導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)的定向電磁干擾屏蔽
（a）實(shí)驗(yàn)1：Ni@MF層為電磁波入射面的示意圖；（b）實(shí)驗(yàn)2：，CNT層為電磁波入射面的示意圖。（c-e）實(shí)驗(yàn)1中不同鍍鎳時(shí)間的Ni@MF/CNT-75/PBAT復(fù)合材料在X波段的EMI SET、SER和R系數(shù)。（f-h）實(shí)驗(yàn)2中不同鍍鎳時(shí)間的Ni@MF/CNT-75/PBAT復(fù)合材料在X波段的EMI SET、SER和R系數(shù)。
圖3. （a）不同電磁波入射面的不同鍍鎳時(shí)間的Ni@MF/CNT-75/PBAT復(fù)合材料的平均SET；（b）Ni@MF/CNT-75/PBAT復(fù)合材料以不同電磁波入射面時(shí)的ΔSET和SET增強(qiáng)；（c-d）Ni@MF/CNT-75/PBAT復(fù)合材料以不同電磁波入射面時(shí)的平均SEA和A系數(shù)；（e，f）階梯式非對(duì)稱(chēng)Ni@MF/CNT-75/PBAT復(fù)合材料的定向電磁屏蔽機(jī)理示意圖。
由于Ni@MF/CNT/PBAT復(fù)合材料具有獨(dú)特的階梯式非對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)賦予了該材料特殊的定向電磁屏蔽性能。實(shí)驗(yàn)“1”和“2”表明電磁波分別從Ni@MF層和CNT層入射(圖2a，b)。盡管不同的入射方向，所有復(fù)合材料的EMI SET在X波段呈現(xiàn)較弱的頻率依賴(lài)性；此外，EMI SET隨著電鍍時(shí)間的增加而顯著增加（圖2c，f）。當(dāng)Ni@MF為電磁波入射面時(shí)，Ni@MF-5/CNT-75/PBAT的平均SET的38.3 dB，當(dāng)CNT為電磁波入射面時(shí)，Ni@MF-5/CNT-75/PBAT的平均SET僅為29.5 dB，ΔSET為8.8 dB（圖3a）。
展開(kāi) 電磁爐加熱水分析—電磁 熱 結(jié)構(gòu)耦合分析
ANSYS作為一個(gè)強(qiáng)大的耦合場(chǎng)分析軟件，其多個(gè)場(chǎng)的模擬分析可以很好的結(jié)合，下面以電磁爐加熱一碗水為例，模擬耦合場(chǎng)的經(jīng)典應(yīng)用.
注意：模擬中用到的分析數(shù)據(jù)包括電磁線圈頻率、電流、線圈圈數(shù)、導(dǎo)線面積、電流密度、材料參數(shù)和散熱系數(shù)等相關(guān)分析均為假設(shè)數(shù)據(jù)，真實(shí)數(shù)據(jù)請(qǐng)查閱相關(guān)資料或根據(jù)產(chǎn)品性能添加。
實(shí)例介紹：
電磁爐是應(yīng)用電磁感應(yīng)原理對(duì)食品進(jìn)行加熱的。電磁爐的爐面是耐熱陶瓷板，交變電流通過(guò)陶瓷板下方的線圈產(chǎn)生磁場(chǎng)，它利用高頻的電流通過(guò)環(huán)形線圈，從而產(chǎn)生無(wú)數(shù)封閉磁場(chǎng)力，當(dāng)磁場(chǎng)那磁力線通過(guò)導(dǎo)磁（如：鐵質(zhì)鍋）的底部，會(huì)產(chǎn)生無(wú)數(shù)小渦流（一種交變電流，家用電磁爐使用的是15-30KHZ的高 頻電流），使鍋體本生自行高速發(fā)熱，達(dá)到加熱食品的目的。
圖2 電磁爐加熱基本原理
1.分析模型介紹
模型建立為一個(gè)底部圓環(huán)模擬線圈，其上一個(gè)平板模擬陶瓷板，其上鐵碗，碗中半碗水，為了便于網(wǎng)格劃分和后續(xù)的分析，將模型分割為對(duì)稱(chēng)的4個(gè)部分如圖3所示.
2.分析過(guò)程
在Workbench中建立耦合場(chǎng)的分析流程，使用Magnetostatic建立磁場(chǎng)分析模塊，使用瞬態(tài)熱分析模塊讀取磁場(chǎng)分析的功耗，查看水升溫的時(shí)間，建立結(jié)構(gòu)分析模塊讀取熱分析的溫度分布，來(lái)獲取結(jié)構(gòu)相關(guān)的結(jié)果。
2.1電磁場(chǎng)分析
底板線圈使用電流密度添加電流模擬線圈電流，這樣在線圈上不會(huì)產(chǎn)生渦流效應(yīng)導(dǎo)致的電流分布不均勻現(xiàn)象，其值為 I=單根導(dǎo)線電流*線圈圈數(shù)/線圈截面積，由于線圈為高頻交流電，根據(jù)電磁理論在碗底的鐵質(zhì)體上產(chǎn)生渦流，靠渦流生成的電流來(lái)加熱碗底，并可以讀取相應(yīng)的熱生成功率。
展開(kāi) 《AEM》馬里蘭大學(xué)：金屬離子誘導(dǎo) MXene 氣凝膠組裝，用于電磁干擾屏蔽、電容去離子和微型超級(jí)電容器
通過(guò)刮刀技術(shù)和冷凍干燥，Mg
2+
-MXene 氣凝膠具有定制的形狀/尺寸，具有高表面積 (140.5 m2 g
-1
)、優(yōu)異的導(dǎo)電性 (758.4 S m
-1
) 和在水中的高穩(wěn)定性.高導(dǎo)電性 MXene 氣凝膠展示了其從宏觀技術(shù)（例如，電磁干擾屏蔽和電容去離子（CDI））到片上電子（例如，準(zhǔn)固態(tài)微型超級(jí)電容器（QMSC））的多種應(yīng)用。作為 CDI 電極，
Mg
2+
-MXene 氣凝膠表現(xiàn)出高鹽吸附能力（33.3 mg g
-1
）和長(zhǎng)期運(yùn)行可靠性（超過(guò) 30 次循環(huán)）
，與文獻(xiàn)進(jìn)行了極好的比較。此外，與其他最先進(jìn)的 QMSCs 相比，具有交叉 Mg
2+
-MXene 氣凝膠電極的 QMSCs 表現(xiàn)出高面積電容 (409.3 mF cm
-2
)，具有優(yōu)異的功率密度和能量密度。
相關(guān)論文以題為
Metal Ion-Induced Assembly of MXene Aerogels via Biomimetic Microtextures for Electromagnetic Interference Shielding, Capacitive Deionization, and Microsupercapacitors
發(fā)表在《
A
dvanced Energy Materials
》上。
【主圖導(dǎo)讀】
圖1
受
Phrynosomacornutum 啟發(fā)的 MXene 微紋理具有高水傳輸速度和卓越的儲(chǔ)水能力。
圖2
用于可擴(kuò)展制造無(wú)粘合劑
MXene 氣凝膠的仿生 MXene 組裝平臺(tái)。
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