电磁兼容原理课程教学大纲

课程名称：	电磁兼容原理	课程模块编码：	6013A727
总学时数：	32	课内实践学时数：	0
学    分：	2	开课单位：	电信学院
先修课程：	大学物理、电路、电子技术、电力电子技术、单片微机原理及应用
适用专业对象：	电气工程及其自动化

 

一、课程性质、目的和任务

《电磁兼容原理》课程是电气工程及其自动化专业学生任选的专业课程之一。它是一门涉及多种学科的新兴科学领域，特别在电气和电子领域已引起越来越广泛的重视。本门课程的核心是培养学生如何认识在电气和电子系统中各种干扰噪声的产生机理，以及如何减少设备产生的干扰；如何防止其他干扰源对电气设备的影响，培养学生利用电磁兼容的知识来指导电气设备设计的能力，以满足相应国际和国内标准要求。由于电磁兼容涉及面较广，所以本课程着重要求学生培养解决实际问题的能力，重点在传导性和辐射性干扰噪声的产生和噪声抑制方面具备初步知识，达到电气工程师具备的基本要求。主要支撑毕业要求1.2、2.3、3.1、6.1、6.2达成。

通过本课程的学习，达到以下培养目的：

1、工程知识

掌握必要的电磁兼容基本知识，并能够将其用于解决电气工程及相关领域的复杂工程问题。

2、问题分析

能够利用所学知识，在对电气装置或电力系统进行维护、运行、设计过程中考虑电磁兼容现象。

3、设计/开发解决方案

能够进行电路系统的电磁兼容初步设计。

4、工程与社会

了解电力系统电气兼容标准，知晓电磁污染对社会、健康、安全、法律的影响，并能正确理解由于这些影响所应当承担的责任。

表1 课程教学目标对专业毕业要求的支撑

 

二、教学内容及教学基本要求

第一章 电磁兼容导论

1、教学要求

掌握电磁兼容的基本概念，电磁干扰及基本的电磁兼容控制技术。

了解EMC标准和测试项目及产品的电磁兼容认证。

2、教学内容

第一节  基本概念

知识要点：电磁兼容，电磁骚扰与电磁干扰，电磁兼容性，电磁兼容常用术语 

第二节  电磁干扰及基本的电磁兼容控制技术

知识要点：电磁干扰的三要素，电磁兼容研究的主要内容，屏蔽，滤波，接地

第三节  电磁兼容标准

知识要点：EMC标准的制定，EMC标准拟定的理论基础，电磁兼容标准的分类，产品的电磁兼容标准遵循原则

第四节  电磁兼容测试

知识要点：EMC测试项目，电磁发射，抗扰性EMS，EMC测试结果的评价，产品EMC设计的重要性，产品的认证

3、本章重点、难点

本章重点：电磁兼容的基本概念

本章难点：电磁干扰及基本的电磁兼容控制技术

4、本章学时数

本章教学时数：8学时，其中讲课8学时，实验(课内实践、上机)0学时。

 

第二章 电磁干扰及抑制技术

1、教学要求

掌握电磁屏蔽及接地、噪声抑制、滤波的设计。

了解电磁骚扰的耦合机理、电磁干扰的模式。

2、教学内容

第一节  传导干扰

知识要点：通过硬件电路、由电阻、电容、电抗及变压器、导线、电源等传导“路”的干扰及其性质，这类干扰源的特点及如何减少传导干扰发生及传播的一些基本设计方法。

第二节 辐射干扰

知识要点：以电磁场形式传播的干扰即“场”的干扰及其性质；如何根据辐射干扰源的特性，以区别电场性干扰及磁场性干扰各自的特征，在不同空间位置、不同强度、传播介质、屏蔽材质等方面的不同，对不同辐射干扰采用不同对策。

第三节 电磁屏蔽

知识要点：屏蔽效能的定义及计算，电磁屏蔽的方法和原则，空缝屏蔽的方法和方案选择，常见屏蔽材料的应用，电缆的辐射效应，电缆的类型及其屏蔽作用。

第四节 接地设计

知识要点：接地的概念，接地的种类，电磁兼容标准的分类，产品的电磁兼容标准遵循原则，单点、多点接地及四套路接地法，信号传输的屏蔽接地以及安全地线，根据信号的强弱、功率、阻抗大小等以及设备自身敏感或发射特性进行正确的接地设计。

第五节 滤波设计

知识要点：滤波电路的基本概念，各种阻容、电感电容滤波器的频率特性和品质以及无源及有源滤波电路的基本类型及应用；铁氧体EMI滤波器件的原理，复磁导率与阻抗的关系和阻抗等式，材料的阻抗与插损，材料的选择与使用；噪声抑制；EMI滤波器的设计。

第六节 噪声抑制

继电器系统的噪声抑制，交流开关继电器的应用，RC缓冲电路应用于电力半导体，屏蔽变压器，光耦合器及压敏电阻等在抗干扰电路中的应用，布线的影响和对寄生现象的控制。

第七节 瞬态干扰的抑制

电快变脉冲群（EFT）的概念及抑制措施，雷击浪涌的概念和危害，雷击浪涌的防护，静电放电（ESD）对电子设备的影响及防护措施，常见的瞬变干扰吸收器。

3、本章重点、难点

本章重点：电磁屏蔽，接地设计，滤波设计，瞬态干扰的抑制

本章难点：EMI滤波器的设计

4、本章学时数

本章教学时数：18学时，其中讲课18学时，实验(课内实践、上机)0学时。

 

第三章 电力电子设备、电力系统的电磁兼容

1、教学要求

掌握电力半导体器件产生的EMI、可控整流电路的EMI、半导体设备EMI的计算、理想情况下系统的电磁干扰分析。

理解系统的等效电路。

了解非理想情况下系统的电磁干扰分析。

2、教学内容

第一节  电力电子设备中的EMI

知识要点：电力半导体器件产生的EMI、可控整流电路的EMI、半导体设备EMI的计算

第二节 电力系统的EMI

知识要点：系统的等效电路、理想情况下系统的电磁干扰分析、非理想情况下系统的电磁干扰分析

3、本章重点、难点

本章重点：电力半导体器件产生的EMI、可控整流电路的EMI、半导体设备EMI的计算

本章难点：系统的等效电路、非理想情况下系统的电磁干扰分析

4、本章学时数

本章教学时数：4学时，其中讲课4学时，实验(课内实践、上机)0学时。

 

第四章 系统安装和维护

1、教学要求

理解防静电要求，系统检视，系统干扰问题的处理。

了解系统环境要求，防整机安装，电缆布线要求。

2、教学内容

第一节 系统安装的EMC要求

知识要点：系统电磁环境要求，整机安装注意事项，电缆布线要求

第二节 系统维护

知识要点：防静电要求，系统检视，系统干扰问题的处理

3、本章重点、难点

本章重点：防静电要求，系统检视，系统干扰问题的处理。

本章难点：整机安装注意事项，电缆布线要求

4、本章学时数

本章教学时数：2学时，其中讲课2学时，实验(课内实践、上机)0学时。

三、教学手段、方法建议

建议本课程采用问题解决类策略、鼓励创新思维的策略、活跃气氛的策略的教学策略，有效调动学生的学习积极性。

建议本课程在全程的教学中运用多媒体教学手段，增加学生的学习兴趣，使学生易于理解掌握所授知识。

 

四、课程考核方式及要求

1．考核方式：考试（）；考查（√ ）

2．成绩评定：计分制：百分制（）；五级分制（√）；两级分制（ ）

3．总评成绩构成：采用（N+2）考核模式：笔记考核（10）％；过程考核（40）％；结课考核（50）％

其中过程考核构成：随堂测试（40）％；习题作业（20）％；实验（20）％；考勤考纪（20）％等。

五、建议教材及参考资料

建议教材：

1. 《电磁兼容原理》，樊爱龙、关大陆主编，辽宁科技学院校内印刷

2. 《电磁兼容设计（第二版）》，白同云，吕晓德主编，北京邮电大学出版社，2011年

3. 《电力电子系统中的电磁兼容》，马伟明编著，武汉水利电力大学出版社，1999年

参考资料：

1. 《电磁兼容原理及应用》，熊蕊编著，机械工业出版社，2013年

2.  《EMC电磁兼容设计与测试案例分析（第二版）》，郑军奇编，电子工业出版社，2010年

六、大纲说明

需要特殊表述的大纲中未尽事宜，如课程改革、整合情况等。

 

执   笔   人：樊爱龙

                                        参加研讨人员：孟昭军、关大陆、姚颖

审   核   人：关大陆

审   批   人：赵双元