变频器的EMC标准及典型试验方法

变频器的EMC标准及典型试验方法

1 变频器装置的电磁兼容性标准
在我国,反映变频器电磁兼容的标准有国标 GB12668.3-2003<<调速电气传动系统第3部分：产品电磁兼容性标准及特定的试验方法>>（等同于国际标准IEC61800-3:1996）。下面就标准规定强制执行的抗扰度和安全性的最低要求进行简要介绍。
1)标准适用范围
规定了电气传动系统（PDS）的电磁兼容性要求，提出了电磁兼容的限值和测量方法，包含了对抗扰度和防电磁辐射两方面的要求。标准所提出的要求对PDS来说都是最低的电磁兼容性要求。当PDS作为其它设备的一部分时，除了自身的电磁兼容性试验外，还要做系统的电磁兼容性试验。

2)PDS抗扰度的要求
(1)试验条件
试验一般可以在轻载时进行。对存在的相关端口（包括所选辅助设备的端口）要进行试验，但要依据定义，明确且可复现的方式逐个进行试验，对于有几个相同物理配置的测量、控制和信号端口，则试验该类型的一个端口或接口就可以。若PDS不能在试验场地投入运行时，应采取子部件验收准则来验收子部件。
(2)验收准则
通过必要的试验，运用适当的验收准则来检验PDS抵抗外部干扰能力是十分必要的。下表1给出了检验PDS及子部件抗扰度的A、B、C三种验收准则。

表1  检验PDS及子部件抗扰度的A、B、C三种验收准则

	验收准则
	A	B	C
特定性能：一般的	工作特性未有明显变化，在规定的允许误差范围内，能正常工作。	工作特性有明显变化，能自行恢复。	停机;或工作特性发生变化;或保护器触发不能自行恢复
子部件性能：电力电子电路和驱动电路	电力半导体器件没有失控	有暂时性失控，不会引起驱动系统停机	停机;或保护器触发不能自行恢复
子部件性能：信息处理和检测电路	与外部设备的通信和数据交换不受干扰	暂时性的通信受干扰，但不会引起内部或外部设备停机的错误报告	通信错误；或数据和信息丢失，不能自行恢复
子部件性能：显示与控制板	LED显示信息不发生变化，但亮度稍有变化，或字符稍有变动	信息有可见的暂时性变化；LED亮度不理想	停机; 或信息永久性丢失；或出现不允许的工作方式；以及显示出的信息有明显错误

气放电，其中接触放电是优先选择的方法。详细的试验方法参见相关的国家标准。

3)浪涌抗扰度试验
 干扰信号特点及产生原因：在不同环境和安装条件下可能受到的雷击或开管切换过程带来的浪涌电压和浪涌电流。该试验是评定设备的电源线、输入输出线以及通信线的抗干扰能力提供依据。详细的试验方法参见相关的国家标准。
4)射频场感应的传导干扰抗扰度试验
干扰信号特点及产生原因：由射频发射机产生空间电磁场，这些电磁场可以在敏感设备的各种连接馈线上感应电流或电压，作用于设备的敏感部分。详细的试验方法参见相关的国家标准。
以上所给出的几种典型试验方法在变频器EMC试验设计中均需考虑，但是在实践中发现，对于大多数工业应用环境而言，试验1)是最重要的也是必须做的，下面就此项试验给出具体案例分析。

4 EMC试验实施案例设计及结论分析
4.1 试验实施案例设计
 由前面讨论可知，模拟具有较高重复频率的快速瞬态脉冲的试验，以覆盖各种情况下的电磁干扰是必要的。由于各种试验发生器和试验配置的有关参数差异很大，所以设计合理的试验方案十分关键。下面以ENS-24XA高频噪声模拟器为例设计相应的EMC试验。
1) 关于ENS-24XA高频噪声模拟器
 ENS-24XA高频噪声模拟器符合日本JIS技术标准，功能与电快速瞬变脉冲群发生器雷同，可以做电源线和信号线的抗扰度试验，且试验方法也相同（电源线试验用耦合/去耦网络；信号线用电容耦合夹）。主要技术性能如下：
●输出脉冲: 正/负极性的方波；
●脉冲幅度: 2KV(50Ω匹配负载时测)，连续可调；
●脉冲上升时间：1ns±30%;
●脉冲宽度： 50ns-1000ns(每50ns为一个增量，可调)；
●操作方式： 手动（按一次按钮，产生一个脉冲）、自动（20Hz-80Hz，可调节）及电源同步（50/60Hz）;
●相位：在电源同步的情况下，脉冲在电源波形上的相位自0。-360。连续可调；
● 采用同轴输出，对试验环境要求较低；
2) 试验设计
  试验对象：KVFC+437G 变频器。
  试验目的：评定KVFC+437G变频器对电快速瞬变脉冲群抗扰度的水平。
 试验配置：ENS-24XA高频噪声模拟器、
电源线耦合/去耦网络、电容耦合夹、
7.5KW电机、厚度大于0.25mm的同或铝参考接地板。
试验方法：
 (1) 对电源线，通过耦合/去耦网络来施加试验电压。
 (2) 对信号、控制线通过电容耦合夹来施加试验电压，具体见图9。

   图9 试验接线图