EMC是Electromagnetic Magnetic Compatibility的簡稱，中文是電磁兼容性。EMC是指“設備在電磁環(huán)境中正常工作的能力，而不會對環(huán)境中的其他設備造成不可容忍的干擾”。

在日益復雜的系統(tǒng)中，電力電子設備與微電子設備的結合使用日益增多，這意味著在確保復雜系統(tǒng)和設備正常運行時，電磁兼容性已成為一個極其重要的問題。因此，在設備和系統(tǒng)的規(guī)劃階段就必須考慮到電磁兼容性問題。

變頻器適用于調速電驅動系統(tǒng)(Power Drive Systems，簡稱PDS)的EMC產品標準GB 12668.3，標準名稱：調速電氣傳動系統(tǒng) 第3部分：電磁兼容性要求及特定的試驗方法，等同于國際標準IEC61800-3。下面就標準對PDS的抗擾度要求和電磁發(fā)射要求進行簡要介紹。

一、概述

GB 12668.3標準根據(jù)應用環(huán)境條件定義了抗干擾性要求和干擾發(fā)射限值。按照安裝位置，將環(huán)境分為“第一類”和“第二類”。

第一類環(huán)境

包括民用房屋的環(huán)境，也包括不經過中間變壓器而直接連接到向民用建筑物供電的低壓供電網的應用環(huán)境。

第二類環(huán)境

包括除直接連接到向民用建筑物供電的低壓供電網的應用環(huán)境外的所有環(huán)境。

根據(jù)變速驅動器的安裝位置和輸出電流，PDS產品分為四種類別(C1到C4)：

C1類PDS

額定電壓<1000V，在“第一類”環(huán)境中使用不受限制的驅動系統(tǒng)。

C2類PDS

額定電壓<1000V，在“第二類”環(huán)境中的固定位置使用的驅動系統(tǒng)。既不是插入式設備也不是移動式設備，并且當用于第一類環(huán)境時，規(guī)定為只能由專業(yè)人員安裝和調試的PDS。必須遵守制造商提供的警告和安裝信息。

C3類PDS

額定電壓<1000V，在“第二類”環(huán)境中使用的不受限制的驅動系統(tǒng)。

C4類PDS

額定電壓 ≥1000V或額定電流≥400A，用于“第二”環(huán)境中的復雜系統(tǒng)的驅動系統(tǒng)。

在“第一類”環(huán)境(即民用環(huán)境)中，允許的干擾等級較低。因此，設計用于“第一類”環(huán)境的設備必須具有低的干擾發(fā)射。但同時，它們只要求相對較低的抗干擾性。

在“第二類”環(huán)境中(即工業(yè)區(qū))，允許的干擾等級較高。為在“第二”環(huán)境中使用而設計的設備允許具有相對較高水平的干擾發(fā)射，但它們也要求具有較高水平的抗干擾性。

所有試驗評價，都是在產品的端口上進行，PDS產品內部接口和端口示意如下：

針對PDS及其子部件按給定騷擾的影響，抗擾度試驗分為A、B、C三種驗收(性能)準則：

二、抗擾度測試要求：低頻騷擾

理想電力系統(tǒng)：單一頻率，單一波形(正弦)。

現(xiàn)代電力電子裝置的大量出現(xiàn)，非線性負荷的適用，供電電源與用電設備間的非線性接口電路等，都不可避免的產生很強的電流諧波及電磁干擾，對電力系統(tǒng)的安全構成潛在的威脅。為此，GB 12668.3規(guī)定了PDS電源端口上的諧波和換相缺口/電壓畸變的抗擾度要求。

2.1諧波和換相缺口/電壓畸變

PDS設備應能承受下表給出的抗擾度等級。

2.2、電壓偏差(變動、變化、波動)、電壓跌落和短時中斷

電壓跌落是電網中偶爾產生的短路、接地故障，或負荷突然出現(xiàn)大的變化所造成的。電壓短時中斷則可能是故障情況下的連續(xù)快速重合閘造成的,持續(xù)時間可能短于0.5s。

GB 12668.3規(guī)定了PDS系統(tǒng)或部件電壓偏差(變動、變化、波動)、電壓跌落和短時中斷抗擾度要求如下。

2.3、電壓不平衡和頻率變化

出現(xiàn)不平衡有多方面的原因，比如說出現(xiàn)了斷線的故障，如果斷線，沒有接地或者隔離開關沒有接通，就會導致三相參數(shù)不對稱，直接會出現(xiàn)電壓不平衡的問題。

電壓不平衡一般用負序(或零序)分量與正序分量之比來定義。

電力系統(tǒng)的頻率變化是多方面因素決定的。小的頻率波動可能是由于可再生能源發(fā)電的不穩(wěn)定和負載變化造成的。大的頻率波動則是由于發(fā)電機組或重要輸電線路的故障造成的。

GB 12668.3規(guī)定了PDS系統(tǒng)或部件電壓不平衡和頻率變化抗擾度要求如下。

三、抗擾度測試要求：高頻騷擾

3.1第一類環(huán)境

用于第一類環(huán)境的PDS產品，應滿足如下測試要求。

如果是CDM/BDM產品，則應在使用說明書中包含一個書面形式的警告，指明其預期用途不是工業(yè)裝備。

3.2、第二類環(huán)境

如下抗擾度等級適用于預期用途為第二類環(huán)境的PDS設備。同時也適用于額定電壓高于1 000V的PDS的低壓端口或低壓接口(電源、信號)。

注：額定電壓高于1000V的PDS的低壓端口和接口示例：

低壓機殼端口：輔助設備、控制和保護的機殼

低壓電源端口：PDS的低壓電源

低壓電源接口：PDS主要部件內的輔助電源配電

低壓信號接口：PDS主要部件內的低壓信號接口

低壓過程端口：PDS的信號端口

對于施加到額定絕緣電壓高于1 000V的端口上來說，這些現(xiàn)象是不恰當?shù)摹＿@類端口稱為額定電壓高于1000V的PDS的高壓端口。

注：額定電壓高于1000V的PDS的高壓端口和接口示例：

高壓機殼端口：變壓器、變流器部分和電動機的機殼

高壓電源端口：變壓器的一次側

高壓電源接口：PDS主要部件內的高壓配電

高壓信號接口：PDS主要部件內的高壓信號接口

3.3、電磁場抗擾度補充說明

如果PDS是一下情形，應按照GB/T 17626.3和IEC 61000-4-6試驗：

—— 額定電壓不高于500 V;

—— 額定電流不大于200 A;

—— 總質量不大于250 kg;和

—— 高度、寬度和深度不大于1.9 m。

如果PDS的額定值大于或高于以上段落中的值，則需要在以下兩個選項中做出選擇：

—— 在PDS上進行GB/T 17626.3和IEC 61000-4-6中的項目;或者

—— 在敏感子部件上進行GB/T 17626.3和IEC 61000-4-6中的項目。

如果電動機太大以至于不能再試驗場地投入使用，只要對CDM/BDM的運行沒有不利影響，就可以用較小尺寸的電動機替代進行試驗。

在只是已經對子部件進行試驗的情況下，應在成套PDS上進行與一般工業(yè)用途的無線電通信設備的對比試驗。這一試驗只對特定場所、所安裝設備和所試驗頻率有效。

4、發(fā)射測試

PDS依據(jù)產品類別應分別滿足相應的要求，其中C1、C2、C3需要進行符合性驗證，對于C4類按照標準6.5完成工程設計實踐。

在PDS不符合C1類的限值的場合，應在使用說明書中包括以下警告：

五、試驗方案

5.1電波暗室法

試驗項目簡介：

CISPR 16等標準規(guī)定，EUT需要在開闊場地或電波暗室進行30MHz以上的輻射發(fā)射測試。EUT放在地平面上規(guī)定的高度并模擬正常運行狀態(tài)來布置。天線按規(guī)定的距離放置。在水平面內旋轉EUT并記下最大的讀數(shù)。再調節(jié)天線高度，使直射波和地面反射波接近或達到同相疊加，找出最大的騷擾值。

測量距離：是指EUT最接近天線的一點與天線的中心在地面上的投影間的距離。優(yōu)先采用10米法，可選3米法。

天線高度：天線距離地面的高度應在規(guī)定的范圍內變化，以便獲得直射波和反射波同相位時會出現(xiàn)的最大讀數(shù)。對于測量距離≤10米時，天線高度最好在1m~4m間變化。

輻射發(fā)射測試布置示意圖

射頻電磁場輻射抗擾度試驗用來模擬設備遭受射頻輻射干擾的情形，尤其是模擬設備周圍人員在使用移動電話時可能對設備帶來的影響。盡管單個手機的功率并不大，但由于距離近，有可能造成局部場強很高的情況。其他如無線電臺、電視發(fā)射臺、移動無線電發(fā)射機、各種工業(yè)電磁輻射源，以及電焊機、可控硅整流器、熒光燈等在工作時也會對設備產生輻射現(xiàn)象。最新標準所規(guī)定的頻率范圍為：80MHz - 6GHz;測試場強在1 - 30V/m之間。

射頻電磁場測試布置示意圖

審核編輯：湯梓紅