詳述工業(yè)應用中變頻驅動器的電磁兼容性
電磁兼容性(EMC)是電氣/電子設備在其安裝環(huán)境中既不引起也不會受到電磁干擾(EMI)運行的能力。電磁干擾是指由于不規(guī)則的能量通過線路的連接或電磁波輻射進入設備從而影響設備操作的干擾。輻射引起的電磁干擾,也稱為射頻干擾(RFI)。傳導引起的電磁干擾也就是所謂的高頻噪音。
美國的規(guī)范和標準
在美國,沒有規(guī)范和標準具體和完整地涵蓋變頻驅動器(AFDs)的電磁兼容性。
FCC標準
美國聯(lián)邦通訊委員會(FCC)標準的第15部分適用于放射無線電頻率能量的未經(jīng)授權的設備。FCC第15部分適用于所有變頻驅動器,因為它屬于易輻射設備。第15部分涵蓋的所有設備必須在滿足第15.5條所列的一般運行條件中操作。第15.5條的宗旨是要求該設備不得干預任何一家合法經(jīng)營的廣播、導航或安全服務,且必須接受其他設備造成的任何干擾。根據(jù)第15.13條,易輻射設備的制造商應采用良好的工程實施,以盡量降低有害干擾的風險。
FCC15適用于由微處理器控制的變頻驅動器,因為它屬于數(shù)字設備。作為商業(yè)或工業(yè)設備,變頻驅動器是特例,它只適用于第15.5條(上文所述)所規(guī)定的一般運行條件……。盡管如此,美國聯(lián)邦通訊委員會仍強烈建議這些特殊設備的制造商應努力滿足FCC15的技術標準。
FCC15限制由數(shù)字設備傳輸?shù)焦苍O施電力線路的無線電頻率電壓,頻率范圍為0.15至30兆赫。FCC15還限制了數(shù)字設備輻射的磁場強度,頻率范圍為30兆赫及以上。傳輸?shù)诫娏€路中低于FCC規(guī)定頻率的電壓視為諧波失真電壓。而諧波失真在IEEE519標準中有定義。
把驅動器當作FCC15中的數(shù)字設備來評價
驅動器的微處理器不太可能是電磁干擾的重要來源。驅動器電磁干擾和射頻干擾最重要的潛在來源是功率開關電路。這種潛在的來源在很大程度上與微處理器的設計或其他類型的控制電路無關。設備中所產(chǎn)生的電磁干擾是在直流總線的正負極來回轉換輸出端形成交流輸出波形引起的。每一次輸出開關操作,端電壓(對于一個480伏的驅動器)從一極650伏跳躍到相反極650伏。這種瞬時電壓的變化有可能產(chǎn)生大量的無線電頻率能量。
把驅動器當作一個微處理器控制的數(shù)字設備來評價時,并不是產(chǎn)生電磁干擾最重要的來源。
尋求滿足FCC標準的驅動器
由于應用的規(guī)定不是非常明確和嚴格,幾乎所有不具備電磁過濾功能的驅動器都被稱為符合FCC15標準。
驅動器必須滿足FCC15對A類或B類數(shù)字設備對傳輸和輻射標準的要求,但是FCC15并沒有包含或說明為驅動器設計的測試方法。由于沒有說明相應的測試方法,任何表示驅動器符合指定標準的說法都是值得懷疑的。
FCC15關于傳輸輻射的標準在2002年的協(xié)調國內的需求以符合國際電工委員會(IEC)
制定的國際標準委員會--無線電干擾國際特別委員會(CISPR)(見FCC02-157)中作了修訂。
CISPR11標準提供了一個測試驅動器是否符合這些標準的方法。
CISPR12制定的輻射標準比FCC15的要低。因此,在2003年FCC15增加了FCC15.109。
這部分a節(jié)和b節(jié)中提到可選的輻射標準,數(shù)字設備應該符合CISPR22(1997)(見FCCDA03-3848)。
CISPR22針對數(shù)字設備,而CISPR11涵蓋了工業(yè)科學和醫(yī)療設備。美國食品藥物管理局鼓勵醫(yī)療電子設備制造廠商采用CISPR11。
歐盟委員會指示
在歐洲經(jīng)濟共同體,歐盟委員會為各種產(chǎn)品制定不同的標準。很多都來自IEC制定的標準。電力驅動系統(tǒng)的EMC產(chǎn)品標準——EN61800-3(或IEC61800-3)是變速驅動器的主要標準。這個標準的檢測方法包含測試過程和細節(jié),特別適合驅動器,而且這個標準相當全面。它包括驅動器的電磁輻射和輻射免疫。
IEC61800-3定義的兩種安裝環(huán)境
第一種環(huán)境
第一種環(huán)境包括住宅樓宇。它還包括不通過中間變壓器直接和為住宅建筑供電的低壓供電網(wǎng)絡連接的設施。
第二種環(huán)境
第二種環(huán)境包括除了與為住宅建筑供電的低壓供電網(wǎng)直接連接的其他所有設施。
IEC61800-3針對兩種用戶制定銷售計劃
無限制的銷售
無限制的銷售指設備供應不依賴于顧客或用戶使用設備的電磁兼容能力的銷售模式。
限制銷售
限制銷售是指制造商限制為個人或團體在設備的電磁兼容方面擁有技術能力的供貨商、顧客或用戶供應設備的銷售模式。必須按照安裝手冊的提示來安裝驅動器。
其他信息
其他資訊可在ABB的兩個出版物中找到:
-第二號技術指南,歐盟委員會指示要求和調速電力驅動系統(tǒng)
-第三號技術指南,電力驅動系統(tǒng)中滿足EMC的安裝和配置
建議具有最全面的電磁兼容性的驅動器應該滿足國際電工委員會61800-3電磁兼容標準和輻射標準,限制銷售且安裝在第一種環(huán)境中。手冊中必須包括安裝驅動的說明以便符合輻射標準。
符合上述規(guī)定的驅動器通常會滿足FCC15的技術要求,包括A類數(shù)字設備的輻射標準。
美國的規(guī)范和標準
在美國,沒有規(guī)范和標準具體和完整地涵蓋變頻驅動器(AFDs)的電磁兼容性。
FCC標準
美國聯(lián)邦通訊委員會(FCC)標準的第15部分適用于放射無線電頻率能量的未經(jīng)授權的設備。FCC第15部分適用于所有變頻驅動器,因為它屬于易輻射設備。第15部分涵蓋的所有設備必須在滿足第15.5條所列的一般運行條件中操作。第15.5條的宗旨是要求該設備不得干預任何一家合法經(jīng)營的廣播、導航或安全服務,且必須接受其他設備造成的任何干擾。根據(jù)第15.13條,易輻射設備的制造商應采用良好的工程實施,以盡量降低有害干擾的風險。
FCC15適用于由微處理器控制的變頻驅動器,因為它屬于數(shù)字設備。作為商業(yè)或工業(yè)設備,變頻驅動器是特例,它只適用于第15.5條(上文所述)所規(guī)定的一般運行條件……。盡管如此,美國聯(lián)邦通訊委員會仍強烈建議這些特殊設備的制造商應努力滿足FCC15的技術標準。
FCC15限制由數(shù)字設備傳輸?shù)焦苍O施電力線路的無線電頻率電壓,頻率范圍為0.15至30兆赫。FCC15還限制了數(shù)字設備輻射的磁場強度,頻率范圍為30兆赫及以上。傳輸?shù)诫娏€路中低于FCC規(guī)定頻率的電壓視為諧波失真電壓。而諧波失真在IEEE519標準中有定義。
把驅動器當作FCC15中的數(shù)字設備來評價
驅動器的微處理器不太可能是電磁干擾的重要來源。驅動器電磁干擾和射頻干擾最重要的潛在來源是功率開關電路。這種潛在的來源在很大程度上與微處理器的設計或其他類型的控制電路無關。設備中所產(chǎn)生的電磁干擾是在直流總線的正負極來回轉換輸出端形成交流輸出波形引起的。每一次輸出開關操作,端電壓(對于一個480伏的驅動器)從一極650伏跳躍到相反極650伏。這種瞬時電壓的變化有可能產(chǎn)生大量的無線電頻率能量。
把驅動器當作一個微處理器控制的數(shù)字設備來評價時,并不是產(chǎn)生電磁干擾最重要的來源。
尋求滿足FCC標準的驅動器
由于應用的規(guī)定不是非常明確和嚴格,幾乎所有不具備電磁過濾功能的驅動器都被稱為符合FCC15標準。
驅動器必須滿足FCC15對A類或B類數(shù)字設備對傳輸和輻射標準的要求,但是FCC15并沒有包含或說明為驅動器設計的測試方法。由于沒有說明相應的測試方法,任何表示驅動器符合指定標準的說法都是值得懷疑的。
FCC15關于傳輸輻射的標準在2002年的協(xié)調國內的需求以符合國際電工委員會(IEC)
制定的國際標準委員會--無線電干擾國際特別委員會(CISPR)(見FCC02-157)中作了修訂。
CISPR11標準提供了一個測試驅動器是否符合這些標準的方法。
CISPR12制定的輻射標準比FCC15的要低。因此,在2003年FCC15增加了FCC15.109。
這部分a節(jié)和b節(jié)中提到可選的輻射標準,數(shù)字設備應該符合CISPR22(1997)(見FCCDA03-3848)。
CISPR22針對數(shù)字設備,而CISPR11涵蓋了工業(yè)科學和醫(yī)療設備。美國食品藥物管理局鼓勵醫(yī)療電子設備制造廠商采用CISPR11。
歐盟委員會指示
在歐洲經(jīng)濟共同體,歐盟委員會為各種產(chǎn)品制定不同的標準。很多都來自IEC制定的標準。電力驅動系統(tǒng)的EMC產(chǎn)品標準——EN61800-3(或IEC61800-3)是變速驅動器的主要標準。這個標準的檢測方法包含測試過程和細節(jié),特別適合驅動器,而且這個標準相當全面。它包括驅動器的電磁輻射和輻射免疫。
IEC61800-3定義的兩種安裝環(huán)境
第一種環(huán)境
第一種環(huán)境包括住宅樓宇。它還包括不通過中間變壓器直接和為住宅建筑供電的低壓供電網(wǎng)絡連接的設施。
第二種環(huán)境
第二種環(huán)境包括除了與為住宅建筑供電的低壓供電網(wǎng)直接連接的其他所有設施。
IEC61800-3針對兩種用戶制定銷售計劃
無限制的銷售
無限制的銷售指設備供應不依賴于顧客或用戶使用設備的電磁兼容能力的銷售模式。
限制銷售
限制銷售是指制造商限制為個人或團體在設備的電磁兼容方面擁有技術能力的供貨商、顧客或用戶供應設備的銷售模式。必須按照安裝手冊的提示來安裝驅動器。
其他信息
其他資訊可在ABB的兩個出版物中找到:
-第二號技術指南,歐盟委員會指示要求和調速電力驅動系統(tǒng)
-第三號技術指南,電力驅動系統(tǒng)中滿足EMC的安裝和配置
建議具有最全面的電磁兼容性的驅動器應該滿足國際電工委員會61800-3電磁兼容標準和輻射標準,限制銷售且安裝在第一種環(huán)境中。手冊中必須包括安裝驅動的說明以便符合輻射標準。
符合上述規(guī)定的驅動器通常會滿足FCC15的技術要求,包括A類數(shù)字設備的輻射標準。
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