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风洞实验室的自动化控制系统电磁兼容问题分析与解决

摘要：本文介绍了某风洞自动化控制系统中变频器干扰测控系统的实例分析 及干扰处理方法。通过在变频器输入、输出端以及其他控制部分电路中加装匹配的滤波器，及对整个供电系统进行一系列屏蔽和良好接地，有效解决了变频器工作时产生的电磁干扰（EMI）。经过多次整机调试及试验，实现了风洞试验室自动化控制系统的电磁兼容（EMC）。

关键词：变频调速 测控系统 电磁干扰 拟制措施 电磁兼容

Abstract：This text introduced the some wind tunnel automation control system the inside the Inverter interference measures solid an analysis and interferences that control the system handles method。设备租赁Pass to add the Filter that match 特点：体积小in Inverter input, output carried and other control parts of electric circuits，And shield to whole power supply system proceeding a series with good connect ground，Solved the Inverter the work effectively the hour the creation the Electromagnetic interence。Adjust to try and experiment many times through whole machine，Realizes the wind tunnel laboratory automation controls the electromagnetic compatibility of the system。

Keywords: frequency conversion speed timing , control of system，Electromagnetic interence,suppression method,Electromagnetic compatibility。

风洞试验研究的应用在社会生产中占有十分重要的地位。随着生产领域和技术的不断发展，对风洞动力需求具备宽调速范围、高稳速精度、快速动态响应等相应的要求，随着电力电子技术的飞跃发展，各种容量和型式的变频电源、整流装置的研制成功以及计算机技术、控制理论的发展，使得交流调速传动在调速系统中应用领域不断拓宽，如何维护好变频调速器控制系统的正常工作，是从事工业自动11粉碎机组、自动打印:实验结束后,可自动打印检测结果；化专业的工程技术人员所面临的实际问题，也是风洞试验数据精度提高的保证。

一、 风洞工作原理

风洞是能人工产生和控制气流以模拟飞行器或物体周围气体的流动，并可量度气流对物体的作用以及观察物理现象的一种管道试验设备。风洞的动力段装有电机及风扇系统，电机在交流变频调速下旋转，带动桨叶，电能转变为桨叶的机械能，桨叶的机械能转变为空气介质的压力能，在风洞管道内产生介质的流动。通过对气流的修整，使之成为均匀平稳的气流，以便满足试验用流场。

二、 风洞控制系统

2.1风速控制

由变频器、PID调节器、配套低压电器及压力传感器组成了变频调速系统如图1所示，系统中压力传感器负责检测系统压力差，将压力信号变换为电阻信号作为反馈输入PID调节器，经过与给定信号进行比较后其偏差值采用优化的PI算法输出控制信号控制变频器的输出频率，保证风速的恒定。

2.2角度控制

风洞试验过程中时常要改变试验模型的角度，从而可以不间断测量各个角度对应的试验量，节省了时间，提高了效率和精度，实现全部自动化。

三、 电磁兼容问题三要素

图1 电磁兼容问题三要素

3．1电磁骚扰源：任何形式的自然或电能装置所发射的电磁能量，能使共享同一环境的人或其它生物受到伤害，或使其它设备、分系统或系统发生电磁危害，导致性能降级或失效，即称为电磁骚扰源。

3．2耦合途径：即传输骚扰的通路或媒介。

3．3敏感设备（Victim）：是指当受到电磁骚扰源所发出的电磁能量的作用时，会受到伤害的人或其它生物，以及会发生电磁危害，导致性能降级或失效的器件、设备、分系统或系统。许多器件、设备、分系统或系统既是电磁骚扰源又是敏感设备。

系统要发生目镜电磁兼容性问题，必须存在三个因素，即电磁干扰源、耦合途径、敏感设备。所以，在遇到电磁兼容问题时，要从这三个因素入手，对症下药，消除其中某一个因素，就能解决电磁兼容问题。

四、风洞实验室的变频器控制系统电磁兼容问题分析与解决

4.1变频器干扰产生机理

变频器的主电路一般为交-直-交组成，外部输入380V/50Hz的工频电源经三相桥路不可控整流成直流电压信号，经滤波电容滤波及大功率晶体管开关元件逆变为频率可变的交流信号。在整流回路中，输入电流的波形为不规则的矩形波，波形按傅立叶级数分解为基波和各次谐波，其中的高次谐波将干扰输入供电系统。在逆变输出回路中，输出电流信号是受PWM载波信号调制的脉冲波形，对于GTR大功率逆变元件，其PWM的载波频率为2～3kHz，而IGBT大功率逆变元件的PWM最高载频可达15kHz。同样，输出回路电流信号也可分解为只含正弦波的基波和其他各次谐波，而高次谐波电流对负载直接干扰。另外高次彭州谐波电流还通过电缆向空间辐射，干扰邻5. 装配质量近电气设备。

4.2干扰传播主要方式及预防：

4.2.1辐射干扰

辐射干扰