无源电磁干扰滤波器优化设计的在线阻抗测量技术

　　非接触式在线阻抗测量技术

　　研究背景

　　在线阻抗测量是获取电气设备关键信息的常用技术，在无源电磁干扰滤波器优化设计、功率转换器稳定性分析、电池荷电状态和健康状态评估等诸多应用领域发挥着重要作用。开发简单、安全、适用性广、精度高的在线阻抗测量技术是当前该领域研究的一个重点也是一个难点。

　　成果简介

　　本研究提出了一种电感耦合在线阻抗测量技术，免除了测量装置和被测系统的直接电接触，从而增加了测量装置现场操作、运行的简易性和安全性。基于该技术，本研究开发了一系列具有不同特点的非接触式在线阻抗测量装置，使之能够用于诸多应用领域，且兼具较高的测量精度。所开发的测量装置已在光伏系统辐射发射评估、电机定子绕组故障实时检测、功率半导体器件电压相关电容提取、变频驱动系统噪声源阻抗提取、开关网络时变多频在线阻抗监测等新应用领域取得了良好效果。

　　亮点提炼

　　1. 提出了一种采用扫频正弦激励的改进频域双探头非接触式在线阻抗测量装置，并首次将其应用于基于在线阻抗提取和黑盒建模的光伏系统辐射发射评估。

　　

　　光伏系统辐射发射评估

　　2. 提出了一种采用单正弦激励的时域双探头非接触式在线阻抗测量装置，并首次将其应用于基于在线共模阻抗监测的电机定子绕组故障实时检测，以及应用于功率半导体器件电压相关电容提取。

　　

　　电机定子绕组故障实时检测

　　

　　功率半导体器件电压相关电容提取

　　3. 提出了一种采用扫频正弦激励的频域单探头非接触式在线阻抗测量装置，并首次将其应用于变频驱动系统噪声源阻抗提取。

　　

　　

　　

　　变频驱动系统噪声源阻抗提取

　　4. 提出了一种采用多正弦激励的时域单探头非接触式在线阻抗测量装置，并首次将其应用于开关网络时变多频在线阻抗监测。

　　

　　开关网络时变多频在线阻抗监测

　　前景与应用

　　基于所提出的非接触式在线阻抗测量技术开发的测量装置具有现场操作运行简单、安全性好、适用性广、精度高等优点。因此，其具有广阔的应用前景。到目前为止，其可测量1 kHz – 1 GHz 范围内大多数电气设备的在线阻抗。

　　完成人与研究团队介绍

　　赵震宇，2015年获得华中科技大学电气与电子工程学士学位，2021年获得新加坡南洋理工大学电气与电子工程博士学位。目前是南洋理工大学舍弗勒高级研究中心（SHARE@NTU）的研究员，也是一家初创公司的联合创始人。主要研究方向包括电磁干扰、电磁安全、阻抗测量、电磁传感器。已发表相关学术论文50余篇，其中以第一/通讯作者发表IEEE Trans论文13篇。获IEEE国际会议论文奖4项、提名奖3项，包括2018年IEEE国际电磁兼容大会和亚太电磁兼容国际会议的最佳学生论文奖、2021年亚太电磁兼容国际会议的最佳论文提名奖、2022年亚太电磁兼容国际会议的杰出青年科学家奖和最佳论文奖。受邀参加2019和2022年全球青年科学家峰会。担任IEEE电磁兼容学会新加坡分会的秘书，曾担任多个国际会议的分会主席和技术委员会委员。

　　团队带头人为南洋理工大学的谢国祥（See Kye Yak）教授。其目前担任电磁效应研究实验室（EMERL）主任，还曾担任SMRT-NTU智能城市轨道交通实验室主任。主要研究领域包括电磁兼容、信号完整性和实时状态监测。担任IEEE 电磁兼容学会新加坡分会、IEEE 航空航天和电子系统学会以及IEEE 地球科学和遥感学会新加坡联合分会的创始主席，还曾担任2015年亚太合成孔径雷达会议和2018年智能轨道交通国际会议的大会主席。现为IEEE Electromagnetic Compatibility Magazine的技术主编。

　　编辑：黄飞