变频器通过国外电磁兼容标准实践与思考VIP免费

随着国内变频器产品日趋成熟，在工业设备节能和工艺调速方面越来越发挥了巨大的作用。变频器带载运行时，在电源侧和电机侧均会产生一定的电磁干扰。同时，在其运行的工业现场也存在着由于使用各类电力电子设备所带来的较高的电磁干扰。电磁兼容问题解决的好坏，直接关系到系统能否可靠、稳定运行【1】。国内变频器厂家在逐鹿本土市场的同时，已逐步具备竞争海外市场的实力。对不同国家及地区而言，变频器产品通过电磁兼容标准及准入要求是进入其市场的必要条件。基于此，本文在分析变频调速器设计及应用中存在的电磁干扰问题基础上，探讨变频器产品通过国外认证需要注意的电磁兼容标准及测试问题，指出了国内电磁兼容专业人才培养、测试、认证实验室存在的不足。1．变频器中的电磁兼容问题1.1输入侧的高次谐波目前的低压变频器产品中，输入侧均采用二极管不控整流方案，非线性不控整流器在工作中会带来高次谐波的干扰【2】。以图1所示的变频器主电路进行分析。图中给出了交-直-交电压型逆变器，工频电源通过三相不控整流给电解电容充电，可已知道，输入电流波形发生了严重的畸变。畸变次数与量值和整流形式有很大关系。一般整流脉波次数越高，高次谐波对电源的污染越小。表1给出了变频器整流脉波次数对电源污染的比较。图1.低压变频器主电路表1.不同脉波整流比较整流器方式总电流失真（%）总电压失真（%）6脉波不控整流251012脉波不控整流8.85.9在处理变频器电磁兼容的问题中，常常将高次谐波和高频干扰混淆。变频器输出侧的高频干扰是由输出侧逆变器的PWM脉宽调制信号形成的。干扰的高低与PWM调试方式和开关频率有关。表2中给出了干扰和高次谐波的对比。表2.干扰和高次谐波的不同点干扰高次谐波频率带高次谐波（10kHz以上）40-50次（几kHz）主要发生源逆变器部分整流器部分传播路径电路（传导）空间（放射）感应（静电）电路影响接线距离线间阻抗发生量电压变化率，开关频率电流功率现象传感器类误差检测无线电杂音进相电容发热变压器发热主要对策改变接线路径设置噪音滤波器降低载波频率设置输入电抗器采用多脉波整流1.2干扰的种类形成电磁干扰必须具备三个基本要素：电磁干扰源、耦合途径和敏感设备。通过了解电磁干扰的种类可以有针对性的抑制或消除电磁干扰。根据电磁干扰的耦合途径可以将干扰分为：传导耦合、感应耦合、辐射耦合及其它类型干扰。1)传导耦合在变频调速系统中，电磁干扰通过与其相连的导线（如电源线、信号线、接地线）进行直接耦合，见图2所示。图2变频调速系统传导耦合途径2）感应耦合在干扰源的频率较低时,其电磁波辐射能力有限。此时,干扰源的电磁干扰能量可以使不与干扰源直接相连的邻近的导线或导体中产生感应电压或电流,形成感应耦合现象。在变频调速传动系统中,感应耦合主要表现为邻近导体间的电感耦合或电容耦合或兼而有之,这与干扰源的频率以及相邻导体间的距离等因素有关，见图3，图4所示。图3变频调速系统电感感应耦合途径图4变频调速系统电容感应耦合途径3）辐射耦合变频器内产生的干扰，以输入侧或输出侧的电缆为天线向空中发散，对外围器件产生影响的干扰就是辐射干扰。辐射干扰不仅限于电缆，电机的机壳或变频器的控制柜都有可能成为天线，见图5所示。图5变频调速系统辐射耦合途径4）其它类型干扰除了前面提到的几类干扰，常见的干扰还有，电源快速瞬变干扰、雷电干扰、无线电射频干扰、电压跌落与中断等。本文不展开详述。2.CE认证中的电磁兼容前面提到了通过指定电磁兼容标准是国内变频器进军海外市场时的必备条件。下面以欧盟市场为例进行介绍。2.1CE认证CE是欧盟许多国家语种中“欧共体”这一词组的缩写，原来用英语词组EUROPEANCOMMUNITY缩写为EC,因欧盟在法文是COMMUNATEEUROPEIA,所以称为CE认证。CE认证具有如下特点：1)强制性（对于买到欧盟的产品必须通过）；2)EMC+LVD(满足电磁兼容和低电压指令，不同产品遵循不同的标准)；3)不要工厂审查（美国的UL认证有定期的工厂审查）；4)证书没有有效期；5)可以采用自我宣称或第三方认证方式获得通过；6)认证通过后的标志可以等比例缩放，但高度不能小于5mm;2.2变频器产品CE认证方式及步骤CE...