Математическая модель линии с учетом излучения электромагнитной энергии в задачах электромагнитной совместимости

• Автор: Кочетов, Сергей Всеволодович
• Шифр специальности: 05.09.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 191 с. : ил.

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
На правах рукописи
Кочетов Сергей Всеволодович
МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ЛИНИИ С УЧЕТОМ ИЗЛУЧЕНИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ ЭНЕРГИИ В ЗАДАЧАХ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ СОВМЕСТИМОСТИ
специальность 05,09.05 - Теоретическая электротехника
ДИССЕРТАЦИЯ
на соискание ученой степени кандидата технических наук
Научный руководитель -д.т.н., профессор Н.В. Коровкин
Санкт-Петербург

Оглавление
Введение
Глава 1. Задачи анализа переходных процессов в распределенных СИСТЕМАХ ПРИ воздействии ИМПУЛЬСНОГО ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ПОЛЯ
1.1 Задачи электромагнитной совместимости (ЭМС), приводящие к анализу переходных процессов в распределенных системах, методы анализа переходных процессов в распределенных системах
1.2 Обобщение уравнений длинной линии для описания явления излучения электромагнитной энергии
1.3 Учет поверхностного эффекта в проводе и земле при моделировании волновых процессов
1.4 Вывод уравнений коаксиальной кабельной линии для задач ЭМС
1.5 Моделирование воздействия импульсного распределенного электромагнитного поля на пространственную систему линий
1.6 Выводы
Глава 2. Математические модели и синтетические схемы рас-

ПРЕДЕЛЕННЫХ СИСТЕМ
2.1 Моделирование поверхностного эффекта в цепях с распределенными параметрами на основе метода синтетических схем
2.2 Модель излучающей системы - «провод над плоской проводящей поверхностью»
2.2.1 Схема замещения центральной части конечной линии
2.2.2 Схема замещения концевых участков линии
2.2.3 Параметры синтетической схемы линии при учете концевых эффектов
2.2.4 Определение токов и напряжений в линии

2.2.5 Синтетическая схема двухпроводной линии, учитывающая поверхностный и концевой эффект и явление излучения электромагнитной энергии
2.3 Синтетическая схема кабельной линии
2.4 Определение параметров схем замещения путем минимизации функционала
2.5 Выводы
ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ МАТЕМАТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ РАСПРЕДЕЛЕННЫХ СИСТЕМ И ИХ ЭЛЕМЕНТОВ ДЛЯ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ ЭМС В КОМПЛЕКСЕ ПРОГРАММ АТР
3.1 Исследование свойств математических моделей, воспроизводящих концевые эффекты
3.2 Исследование свойств схемы замещения линии при учете частотной зависимости ее эквивалентных параметров
3.3 Реализация математических моделей линий в составе комплекса программ ATP (ЕМТР)
3.4 Выводы
ГЛАВА 4. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПРЕДЛОЖЕННОЙ МЕТОДИКИ РАСЧЕТА ПЕРЕХОДНЫХ ПРОЦЕССОВ В РАСПРЕДЕЛЕННЫХ СИСТЕМАХ
4.1 Расчеты волновых процессов в системе горизонтальных линий с нелинейными нагрузками при воздействии импульсного электромагнитного поля
4.2 Анализ влияния частотной зависимости эквивалентных параметров линии на точность воспроизведения волнового процесса
4.3 Оценка стойкости аппаратуры к воздействию электромагнитного поля наносекундного диапазона с заданными амплитудно-временными характеристиками
4.3.1 Описание системы

1.4. Вывод уравнений коаксиальной кабельной линии для задач ЭМС
Анализ переходных процессов в цепях с распределенными параметрами занимает важное место в задачах электромагнитной совместимости устройств. Это объясняется тем, что в хорошо экранированных системах именно длинные провода и кабельные линии являются основными путями воздействия высокочастотных помех на защищенную аппаратуру [52]. В рамках данного параграфа будем рассматривать два класса цепей с распределенными параметрами: длинные линии и кабельные линии.
В предыдущих параграфах были рассмотрены уравнения длинной линии, учитывающие явление излучения электромагнитной энергии и поверхностного эффекта, перейдем к рассмотрению уравнений кабельной линии.
В качестве базовой математической модели кабельной линии, учитывающей конечную проводимость жилы и оболочки, а также влияние земли в [68] рассмотрим систему телеграфных уравнений, составленную
относительно векторов и = [с/,-,и 1 = [/,, 1е], следующего вида:
= гО©)1,
< а2 (1.20)
- = ¥(»11,
„ аг

2 0'®) + г2 С/®) + 2з(усо) + 75 (уса) + 76 Осо) + (у®) - 2гА (у ю) 75 О) + 76 (усо) + (у со) - 74 (усо)
5 0®) + 6 (У®) + 7 0®) - 4 О) 50®) + 76(уоз) + 77(ую)
-ВД»)
-Ш®) адонад»)
Ое, /е - ток и напряжение в оболочке кабеля, напряжение и ток жилы
кабеля, 7, ( /со) - поверхностное сопротивление жилы, 72(усо) - индуктивное сопротивление, обусловленное изменением во времени магнитного потока во внутренней изоляции, 23(усо) - сопротивление внутренней поверх-