變頻器的EMC標準及典型試驗方法

1 變頻器裝置的電磁兼容性標準
在我國,反映變頻器電磁兼容的標準有國標 GB12668.3-2003<<調速電氣傳動系統第3部分：產品電磁兼容性標準及特定的試驗方法>>（等同于國際標準IEC61800-3:1996）。下面就標準規定強制執行的抗擾度和安全性的最低要求進行簡要介紹。
1)標準適用范圍
規定了電氣傳動系統（PDS）的電磁兼容性要求，提出了電磁兼容的限值和測量方法，包含了對抗擾度和防電磁輻射兩方面的要求。標準所提出的要求對PDS來說都是最低的電磁兼容性要求。當PDS作為其它設備的一部分時，除了自身的電磁兼容性試驗外，還要做系統的電磁兼容性試驗。

2)PDS抗擾度的要求
(1)試驗條件
試驗一般可以在輕載時進行。對存在的相關端口（包括所選輔助設備的端口）要進行試驗，但要依據定義，明確且可復現的方式逐個進行試驗，對于有幾個相同物理配置的測量、控制和信號端口，則試驗該類型的一個端口或接口就可以。若PDS不能在試驗場地投入運行時，應采取子部件驗收準則來驗收子部件。
(2)驗收準則
通過必要的試驗，運用適當的驗收準則來檢驗PDS抵抗外部干擾能力是十分必要的。下表1給出了檢驗PDS及子部件抗擾度的A、B、C三種驗收準則。

表1? 檢驗PDS及子部件抗擾度的A、B、C三種驗收準則

	驗收準則
	A	B	C
特定性能：一般的	工作特性未有明顯變化，在規定的允許誤差范圍內，能正常工作。	工作特性有明顯變化，能自行恢復。	停機;或工作特性發生變化;或保護器觸發不能自行恢復
子部件性能：電力電子電路和驅動電路	電力半導體器件沒有失控	有暫時性失控，不會引起驅動系統停機	停機;或保護器觸發不能自行恢復
子部件性能：信息處理和檢測電路	與外部設備的通信和數據交換不受干擾	暫時性的通信受干擾，但不會引起內部或外部設備停機的錯誤報告	通信錯誤；或數據和信息丟失，不能自行恢復
子部件性能：顯示與控制板	LED顯示信息不發生變化，但亮度稍有變化，或字符稍有變動	信息有可見的暫時性變化；LED亮度不理想	停機; 或信息永久性丟失；或出現不允許的工作方式；以及顯示出的信息有明顯錯誤

氣放電，其中接觸放電是優先選擇的方法。詳細的試驗方法參見相關的國家標準。

3)浪涌抗擾度試驗
?干擾信號特點及產生原因：在不同環境和安裝條件下可能受到的雷擊或開管切換過程帶來的浪涌電壓和浪涌電流。該試驗是評定設備的電源線、輸入輸出線以及通信線的抗干擾能力提供依據。詳細的試驗方法參見相關的國家標準。
4)射頻場感應的傳導干擾抗擾度試驗
干擾信號特點及產生原因：由射頻發射機產生空間電磁場，這些電磁場可以在敏感設備的各種連接饋線上感應電流或電壓，作用于設備的敏感部分。詳細的試驗方法參見相關的國家標準。
以上所給出的幾種典型試驗方法在變頻器EMC試驗設計中均需考慮，但是在實踐中發現，對于大多數工業應用環境而言，試驗1)是最重要的也是必須做的，下面就此項試驗給出具體案例分析。

4 EMC試驗實施案例設計及結論分析
4.1 試驗實施案例設計
?由前面討論可知，模擬具有較高重復頻率的快速瞬態脈沖的試驗，以覆蓋各種情況下的電磁干擾是必要的。由于各種試驗發生器和試驗配置的有關參數差異很大，所以設計合理的試驗方案十分關鍵。下面以ENS-24XA高頻噪聲模擬器為例設計相應的EMC試驗。
1) 關于ENS-24XA高頻噪聲模擬器
?ENS-24XA高頻噪聲模擬器符合日本JIS技術標準，功能與電快速瞬變脈沖群發生器雷同，可以做電源線和信號線的抗擾度試驗，且試驗方法也相同（電源線試驗用耦合/去耦網絡；信號線用電容耦合夾）。主要技術性能如下：
●輸出脈沖: 正/負極性的方波；
●脈沖幅度: 2KV(50Ω匹配負載時測)，連續可調；
●脈沖上升時間：1ns±30%;
●脈沖寬度： 50ns-1000ns(每50ns為一個增量，可調)；
●操作方式： 手動（按一次按鈕，產生一個脈沖）、自動（20Hz-80Hz，可調節）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。連續可調；
● 采用同軸輸出，對試驗環境要求較低；
2) 試驗設計
? 試驗對象：KVFC+437G 變頻器。
? 試驗目的：評定KVFC+437G變頻器對電快速瞬變脈沖群抗擾度的水平。
?試驗配置：ENS-24XA高頻噪聲模擬器、
電源線耦合/去耦網絡、電容耦合夾、
7.5KW電機、厚度大于0.25mm的同或鋁參考接地板。
試驗方法：
?(1) 對電源線，通過耦合/去耦網絡來施加試驗電壓。
?(2) 對信號、控制線通過電容耦合夾來施加試驗電壓，具體見圖9。

?? 圖9 試驗接線圖