變頻器的EMC標(biāo)準(zhǔn)及典型試驗(yàn)方法

1 變頻器裝置的電磁兼容性標(biāo)準(zhǔn)
在我國(guó),反映變頻器電磁兼容的標(biāo)準(zhǔn)有國(guó)標(biāo) GB12668.3-2003<<調(diào)速電氣傳動(dòng)系統(tǒng)第3部分：產(chǎn)品電磁兼容性標(biāo)準(zhǔn)及特定的試驗(yàn)方法>>（等同于國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)IEC61800-3:1996）。下面就標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定強(qiáng)制執(zhí)行的抗擾度和安全性的最低要求進(jìn)行簡(jiǎn)要介紹。
1)標(biāo)準(zhǔn)適用范圍
規(guī)定了電氣傳動(dòng)系統(tǒng)（PDS）的電磁兼容性要求，提出了電磁兼容的限值和測(cè)量方法，包含了對(duì)抗擾度和防電磁輻射兩方面的要求。標(biāo)準(zhǔn)所提出的要求對(duì)PDS來(lái)說(shuō)都是最低的電磁兼容性要求。當(dāng)PDS作為其它設(shè)備的一部分時(shí)，除了自身的電磁兼容性試驗(yàn)外，還要做系統(tǒng)的電磁兼容性試驗(yàn)。

2)PDS抗擾度的要求
(1)試驗(yàn)條件
試驗(yàn)一般可以在輕載時(shí)進(jìn)行。對(duì)存在的相關(guān)端口（包括所選輔助設(shè)備的端口）要進(jìn)行試驗(yàn)，但要依據(jù)定義，明確且可復(fù)現(xiàn)的方式逐個(gè)進(jìn)行試驗(yàn)，對(duì)于有幾個(gè)相同物理配置的測(cè)量、控制和信號(hào)端口，則試驗(yàn)該類型的一個(gè)端口或接口就可以。若PDS不能在試驗(yàn)場(chǎng)地投入運(yùn)行時(shí)，應(yīng)采取子部件驗(yàn)收準(zhǔn)則來(lái)驗(yàn)收子部件。
(2)驗(yàn)收準(zhǔn)則
通過(guò)必要的試驗(yàn)，運(yùn)用適當(dāng)?shù)尿?yàn)收準(zhǔn)則來(lái)檢驗(yàn)PDS抵抗外部干擾能力是十分必要的。下表1給出了檢驗(yàn)PDS及子部件抗擾度的A、B、C三種驗(yàn)收準(zhǔn)則。

表1? 檢驗(yàn)PDS及子部件抗擾度的A、B、C三種驗(yàn)收準(zhǔn)則

	驗(yàn)收準(zhǔn)則
	A	B	C
特定性能：一般的	工作特性未有明顯變化，在規(guī)定的允許誤差范圍內(nèi)，能正常工作。	工作特性有明顯變化，能自行恢復(fù)。	停機(jī);或工作特性發(fā)生變化;或保護(hù)器觸發(fā)不能自行恢復(fù)
子部件性能：電力電子電路和驅(qū)動(dòng)電路	電力半導(dǎo)體器件沒(méi)有失控	有暫時(shí)性失控，不會(huì)引起驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)停機(jī)	停機(jī);或保護(hù)器觸發(fā)不能自行恢復(fù)
子部件性能：信息處理和檢測(cè)電路	與外部設(shè)備的通信和數(shù)據(jù)交換不受干擾	暫時(shí)性的通信受干擾，但不會(huì)引起內(nèi)部或外部設(shè)備停機(jī)的錯(cuò)誤報(bào)告	通信錯(cuò)誤；或數(shù)據(jù)和信息丟失，不能自行恢復(fù)
子部件性能：顯示與控制板	LED顯示信息不發(fā)生變化，但亮度稍有變化，或字符稍有變動(dòng)	信息有可見(jiàn)的暫時(shí)性變化；LED亮度不理想	停機(jī); 或信息永久性丟失；或出現(xiàn)不允許的工作方式；以及顯示出的信息有明顯錯(cuò)誤

氣放電，其中接觸放電是優(yōu)先選擇的方法。詳細(xì)的試驗(yàn)方法參見(jiàn)相關(guān)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。

3)浪涌抗擾度試驗(yàn)
?干擾信號(hào)特點(diǎn)及產(chǎn)生原因：在不同環(huán)境和安裝條件下可能受到的雷擊或開(kāi)管切換過(guò)程帶來(lái)的浪涌電壓和浪涌電流。該試驗(yàn)是評(píng)定設(shè)備的電源線、輸入輸出線以及通信線的抗干擾能力提供依據(jù)。詳細(xì)的試驗(yàn)方法參見(jiàn)相關(guān)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。
4)射頻場(chǎng)感應(yīng)的傳導(dǎo)干擾抗擾度試驗(yàn)
干擾信號(hào)特點(diǎn)及產(chǎn)生原因：由射頻發(fā)射機(jī)產(chǎn)生空間電磁場(chǎng)，這些電磁場(chǎng)可以在敏感設(shè)備的各種連接饋線上感應(yīng)電流或電壓，作用于設(shè)備的敏感部分。詳細(xì)的試驗(yàn)方法參見(jiàn)相關(guān)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。
以上所給出的幾種典型試驗(yàn)方法在變頻器EMC試驗(yàn)設(shè)計(jì)中均需考慮，但是在實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，對(duì)于大多數(shù)工業(yè)應(yīng)用環(huán)境而言，試驗(yàn)1)是最重要的也是必須做的，下面就此項(xiàng)試驗(yàn)給出具體案例分析。

4 EMC試驗(yàn)實(shí)施案例設(shè)計(jì)及結(jié)論分析
4.1 試驗(yàn)實(shí)施案例設(shè)計(jì)
?由前面討論可知，模擬具有較高重復(fù)頻率的快速瞬態(tài)脈沖的試驗(yàn)，以覆蓋各種情況下的電磁干擾是必要的。由于各種試驗(yàn)發(fā)生器和試驗(yàn)配置的有關(guān)參數(shù)差異很大，所以設(shè)計(jì)合理的試驗(yàn)方案十分關(guān)鍵。下面以ENS-24XA高頻噪聲模擬器為例設(shè)計(jì)相應(yīng)的EMC試驗(yàn)。
1) 關(guān)于ENS-24XA高頻噪聲模擬器
?ENS-24XA高頻噪聲模擬器符合日本JIS技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，功能與電快速瞬變脈沖群發(fā)生器雷同，可以做電源線和信號(hào)線的抗擾度試驗(yàn)，且試驗(yàn)方法也相同（電源線試驗(yàn)用耦合/去耦網(wǎng)絡(luò)；信號(hào)線用電容耦合夾）。主要技術(shù)性能如下：
●輸出脈沖: 正/負(fù)極性的方波；
●脈沖幅度: 2KV(50Ω匹配負(fù)載時(shí)測(cè))，連續(xù)可調(diào)；
●脈沖上升時(shí)間：1ns±30%;
●脈沖寬度： 50ns-1000ns(每50ns為一個(gè)增量，可調(diào))；
●操作方式： 手動(dòng)（按一次按鈕，產(chǎn)生一個(gè)脈沖）、自動(dòng)（20Hz-80Hz，可調(diào)節(jié)）及電源同步（50/60Hz）;
●相位：在電源同步的情況下，脈沖在電源波形上的相位自0。-360。連續(xù)可調(diào)；
● 采用同軸輸出，對(duì)試驗(yàn)環(huán)境要求較低；
2) 試驗(yàn)設(shè)計(jì)
? 試驗(yàn)對(duì)象：KVFC+437G 變頻器。
? 試驗(yàn)?zāi)康模涸u(píng)定KVFC+437G變頻器對(duì)電快速瞬變脈沖群抗擾度的水平。
?試驗(yàn)配置：ENS-24XA高頻噪聲模擬器、
電源線耦合/去耦網(wǎng)絡(luò)、電容耦合夾、
7.5KW電機(jī)、厚度大于0.25mm的同或鋁參考接地板。
試驗(yàn)方法：
?(1) 對(duì)電源線，通過(guò)耦合/去耦網(wǎng)絡(luò)來(lái)施加試驗(yàn)電壓。
?(2) 對(duì)信號(hào)、控制線通過(guò)電容耦合夾來(lái)施加試驗(yàn)電壓，具體見(jiàn)圖9。

?? 圖9 試驗(yàn)接線圖