【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于发动机电控系统电磁防护领域，涉及一种大电流注入探头的电磁耦合等效电路模型建立方法。
技术介绍
1、线束作为发动机电控系统的重要连接部件，通常由多根线缆组成，具有相对复杂的结构形式。由于整机的功能部件分布位置不同、需求接口不同，线缆的长度不同、存在较多分支，很难保证其处在同一个机械结构的电磁屏蔽下。当电控系统线束受到外界强电磁脉冲干扰时，电磁能量通过多种方式耦合进入电控系统中，对系统的正常工作造成干扰和损伤。线束在强电磁脉冲作用下的耦合分析是电控系统在电磁脉冲环境中电磁敏感度分析的重要研究课题之一。现有的大电流注入探头的电磁耦合等效电路模型的构建方法还存在许多缺陷，一个是建模复杂性：构建准确的电磁耦合等效电路模型需要考虑多种因素，包括电磁感应、传导、电阻、电容等。这些因素往往相互影响，导致模型较为复杂，难以准确建立和分析；另一个是参数估计：获取真实参数值往往需要依靠实验测量或仿真计算。然而，实验受到测量误差和环境影响，仿真计算则需要准确的电路和元件模型。因此，参数估计的准确性存在一定的局限性。因此，一种大电流注入探头的电磁耦合等效电路模型建立方法十分重要。
技术实现思路
1、本专利技术是为了克服现有技术中的不足，提供一种大电流注入探头的电磁耦合等效电路模型建立方法，该模型建立方法采用理论分析、数值仿真和试验验证相结合的方法，得到线缆和线束的大电流注入电磁耦合特性，为发动机电控系统典型传感器和控制器在大电流注入下的电磁耦合特性研究打下基础。
2、本专利技术是通
3、步骤1：基于大电流注入探头的结构，对bci探头结构、磁芯材料的电磁特性进行分析；
4、步骤2：针对磁芯材料和探头内部物理结构，利用cst mws软件建立大电流注入探头的电磁模型并进行数值分析，获取电磁模型的磁导率；
5、步骤3：利用注入探头的几何形状和大电流注入试验中探头有效频率范围内双端口s参数的测量结果，建立包含rlc参数的大电流注入探头等效电路模型并进行分析；
6、步骤4：利用bci探头电磁模型，通过分析研究，建立校准状态下bci探头耦合等效电路模型。
7、优选的，所述大电流注入探头是一种非接触卡钳式结构，环形铁氧体磁芯分割成两半后放入金属外壳内，磁芯的环形磁路中存在两处空气间隙。
8、优选的，大电流注入探头在试验过程中，激磁绕组和二次绕组相当于两个松耦合的等效电感。
9、优选的，所述大电流注入的电磁模型包括金属外壳、激磁绕组、磁芯和连接器；金属外壳和激磁绕组由完美的电导体构成，连接器由50ω特征阻抗的同轴线段填充介电常数为2的介质材料构成，磁芯由铁氧体材料构成且被绝缘材料间隔分成四部分。
10、优选的，在进行大电流注入试验时需要对大电流注入探头进行校准，因此在大电流注入探头的电磁模型内部包含一根长度为0.1m的短导线，用于等效模拟emc测试的bci校准夹。
11、优选的，步骤2中对磁导率的得出过程，由于模型是对称结构，因此可以采用磁对称平面(magnetic ht＝0)减少计算范围和仿真运行时间，有利于参数优化。
12、优选的，所述大电流注入试验中探头有效频率范围对包含rlc为1mhz～100mhz，将漏感和分布电容近似看作终端在无穷远处的终端短路传输线，并且这根传输线与地面平行。
13、优选的，包含rlc参数的大电流注入探头等效电路中磁芯线圈漏感和激磁绕组与金属外壳之间的分布电容并联，使用注入端口和rlc电路进行建模。
14、有益效果：本专利技术根据多导体传输线方程建立大电流注入电控系统线缆和线束等效电路模型，分析得到线缆和线束的大电流注入电磁耦合特性。基于大电流探头数值模型，利用cst对大电流注入线缆和线束的电磁耦合特性进行数值仿真分析，首先，本构建方法建立的bci探头电磁模型以及数值分析减少了仿真运行时间和计算范围，更加有利于参数优化的准确性。其次，本构建方法通过调节注入信号的频率和幅值来模拟外界复杂电磁环境对电控系统的干扰，获得系统的电磁敏感特性，为复杂电子控制系统在强电磁脉冲作用下的电磁敏感度测试提供了一种较为简便的方法，为发动机电控系统典型传感器和控制器在大电流注入下的电磁耦合特性研究打下基础。
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1.一种大电流注入探头的电磁耦合等效电路模型建立方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的大电流注入探头的电磁耦合等效电路模型建立方法，其特征在于，所述大电流注入探头是一种非接触卡钳式结构，环形铁氧体磁芯分割成两半后放入金属外壳内，磁芯的环形磁路中存在两处空气间隙。
3.根据权利要求1所述的大电流注入探头的电磁耦合等效电路模型建立方法，其特征在于，大电流注入探头在试验过程中，激磁绕组和二次绕组相当于两个松耦合的等效电感。
4.根据权利要求1所述的大电流注入探头的电磁耦合等效电路模型建立方法，其特征在于，所述大电流注入的电磁模型包括金属外壳、激磁绕组、磁芯和连接器；金属外壳和激磁绕组由完美的电导体构成，连接器由50Ω特征阻抗的同轴线段填充介电常数为2的介质材料构成，磁芯由铁氧体材料构成且被绝缘材料间隔分成四部分。
5.根据权利要求1所述的大电流注入探头的电磁耦合等效电路模型建立方法，其特征在于，在大电流注入探头的电磁模型内部包含一根长度为0.1m的短导线，用于等效模拟EMC测试的BCI校准夹。
6.根据权利
7.根据权利要求1所述的大电流注入探头的电磁耦合等效电路模型建立方法，其特征在于，所述大电流注入试验中探头有效频率范围对包含RLC为1MHz～100MHz，将漏感和分布电容近似看作终端在无穷远处的终端短路传输线，并且这根传输线与地面平行。
8.根据权利要求1所述的大电流注入探头的电磁耦合等效电路模型建立方法，其特征在于，包含RLC参数的大电流注入探头等效电路中磁芯线圈漏感和激磁绕组与金属外壳之间的分布电容并联，使用注入端口和RLC电路进行建模。
...【技术特征摘要】
1.一种大电流注入探头的电磁耦合等效电路模型建立方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的大电流注入探头的电磁耦合等效电路模型建立方法，其特征在于，所述大电流注入探头是一种非接触卡钳式结构，环形铁氧体磁芯分割成两半后放入金属外壳内，磁芯的环形磁路中存在两处空气间隙。
3.根据权利要求1所述的大电流注入探头的电磁耦合等效电路模型建立方法，其特征在于，大电流注入探头在试验过程中，激磁绕组和二次绕组相当于两个松耦合的等效电感。
4.根据权利要求1所述的大电流注入探头的电磁耦合等效电路模型建立方法，其特征在于，所述大电流注入的电磁模型包括金属外壳、激磁绕组、磁芯和连接器；金属外壳和激磁绕组由完美的电导体构成，连接器由50ω特征阻抗的同轴线段填充介电常数为2的介质材料构成，磁芯由铁氧体材料构成且被绝缘材料间隔分成四部分。
【专利技术属性】
技术研发人员：魏民祥，余迎松，李玉芳，王紫焱，武子栋，陈鸣涧，徐志欣，邢致毓，王成东，黄盟，曹杰，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：
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