EMC是Electromagnetic Magnetic Compatibility的簡稱，中文是電磁兼容性。EMC是指“設(shè)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(shè)備造成不可容忍的干擾”。

在日益復(fù)雜的系統(tǒng)中，電力電子設(shè)備與微電子設(shè)備的結(jié)合使用日益增多，這意味著在確保復(fù)雜系統(tǒng)和設(shè)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(shè)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(diào)速電驅(qū)動系統(tǒng)(Power Drive Systems，簡稱PDS)的EMC產(chǎn)品標(biāo)準GB 12668.3，標(biāo)準名稱：調(diào)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(biāo)準IEC61800-3。下面就標(biāo)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(biāo)準根據(jù)應(yīng)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(jīng)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(wǎng)的應(yīng)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(wǎng)的應(yīng)用環(huán)境外的所有環(huán)境。

根據(jù)變速驅(qū)動器的安裝位置和輸出電流，PDS產(chǎn)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(qū)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(qū)動系統(tǒng)。既不是插入式設(shè)備也不是移動式設(shè)備，并且當(dāng)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(diào)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(qū)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(fù)雜系統(tǒng)的驅(qū)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(shè)計用于“第一類”環(huán)境的設(shè)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(shè)計的設(shè)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(chǎn)品的端口上進行，PDS產(chǎn)品內(nèi)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(shè)備間的非線性接口電路等，都不可避免的產(chǎn)生很強的電流諧波及電磁干擾，對電力系統(tǒng)的安全構(gòu)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(shè)備應(yīng)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(wǎng)中偶爾產(chǎn)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(guān)沒有接通，就會導(dǎo)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(chǎn)品，應(yīng)滿足如下測試要求。

如果是CDM/BDM產(chǎn)品，則應(yīng)在使用說明書中包含一個書面形式的警告，指明其預(yù)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(yù)期用途為第二類環(huán)境的PDS設(shè)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(shè)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(nèi)的輔助電源配電

低壓信號接口：PDS主要部件內(nèi)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(dāng)?shù)?。這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(cè)

高壓電源接口：PDS主要部件內(nèi)的高壓配電

高壓信號接口：PDS主要部件內(nèi)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(yīng)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(zhì)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(jīng)對子部件進行試驗的情況下，應(yīng)在成套PDS上進行與一般工業(yè)用途的無線電通信設(shè)備的對比試驗。這一試驗只對特定場所、所安裝設(shè)備和所試驗頻率有效。

4、發(fā)射測試

PDS依據(jù)產(chǎn)品類別應(yīng)分別滿足相應(yīng)的要求，其中C1、C2、C3需要進行符合性驗證，對于C4類按照標(biāo)準6.5完成工程設(shè)計實踐。

在PDS不符合C1類的限值的場合，應(yīng)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(biāo)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(nèi)旋轉(zhuǎn)EUT并記下最大的讀數(shù)。再調(diào)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(yīng)在規(guī)定的范圍內(nèi)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(shè)備遭受射頻輻射干擾的情形，尤其是模擬設(shè)備周圍人員在使用移動電話時可能對設(shè)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(shè)備產(chǎn)生輻射現(xiàn)象。最新標(biāo)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