變頻器EMC相關(guān)知識

EMC代表“電磁兼容性”，根據(jù)EMC指令，它描述了“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。這包括定義EMC區(qū)域、確定要使用哪種類型的電纜以及這些電纜的布線方式，以及在適當?shù)那闆r下提供濾波器和其他干擾抑制措施。

1、 歐盟規(guī)范

歐盟規(guī)范在歐盟官方期刊上公布，必須納入歐盟成員國的國家立法，以促進歐洲經(jīng)濟區(qū)內(nèi)的自由貿(mào)易和貨物流動。因此，作為國家立法的一部分公布的歐盟規(guī)范及其執(zhí)行構(gòu)成了歐洲經(jīng)濟區(qū)內(nèi)法律執(zhí)行的基礎(chǔ)。

已發(fā)布了兩項有關(guān)調(diào)速低壓驅(qū)動系統(tǒng)的歐盟標準：

?低壓規(guī)范2006/95/EC（歐盟成員國電氣設(shè)備法律法規(guī)）

?EMC規(guī)范2004/108/EC（歐盟成員國電磁兼容法律法規(guī)）

2、CE標志

CE標志是對所有要執(zhí)行的EC規(guī)范的符合性聲明。獲得CE標志的責(zé)任由設(shè)備制造商或系統(tǒng)集成商承擔(dān)。CE標志的先決條件是制造商的自我確認（或聲明），表明所述裝置符合所有適用的歐洲標準。此聲明（工廠證書、制造商聲明或符合性聲明）必須僅包括歐盟官方期刊中列出的標準。

3、EMC規(guī)范

所有含有可能引起電磁干擾或其運行可能受此干擾影響的電氣或電子設(shè)備和系統(tǒng)必須符合EMC規(guī)范的規(guī)定。變頻器屬于這一類別。

EMC規(guī)范的符合性可以通過相關(guān)EMC標準進行認證，因此產(chǎn)品標準優(yōu)先于通用標準。對于變頻器，必須適用調(diào)速電力驅(qū)動系統(tǒng)（power drive systems，簡稱PDS）的EMC產(chǎn)品標準EN 61800-3。如果變頻器已集成在存在特定EMC產(chǎn)品標準的最終產(chǎn)品中，則最終產(chǎn)品必須滿足此類產(chǎn)品的EMC產(chǎn)品標準。

如果變頻器被視為整個系統(tǒng)或設(shè)備“部件”（與變壓器，電機或控制器等相同），則系統(tǒng)CE標志的申請以表明符合EMC規(guī)范的責(zé)任不在驅(qū)動設(shè)備制造商。然而，此類“部件”的制造商有具體義務(wù)提供有關(guān)其電磁特性，使用和安裝的完整信息。這意味著原始設(shè)備制造商或系統(tǒng)集成商對確保整個系統(tǒng)或設(shè)備的電磁兼容性負有唯一和最終責(zé)任。這種責(zé)任不能轉(zhuǎn)移給“部件”的供應(yīng)商。

4、EMC產(chǎn)品標準 EN 61800-3

變頻器適用調(diào)速電驅(qū)動系統(tǒng)（Power Drive Systems，簡稱PDS）的EMC產(chǎn)品標準EN 61800-3。此標準不僅針對變頻器本身，還涉及一個完整的變速驅(qū)動系統(tǒng)，該系統(tǒng)除變頻器外，還包括電機和附加設(shè)備。

根據(jù)EMC產(chǎn)品標準EN 61800-3定義的安裝和電驅(qū)動系統(tǒng)(PDS)

EMC產(chǎn)品標準使用以下術(shù)語:

?PDS=電驅(qū)動系統(tǒng)（包括變頻器，電機和附加設(shè)備的完整驅(qū)動系統(tǒng)）

?CDM=完整驅(qū)動模塊（完整的變頻器設(shè)備，例如西門子G150變頻柜）

?BDM=基本驅(qū)動模塊（例如西門子G130變頻裝置）

EMC產(chǎn)品標準定義了在干擾情況下評估運行特性的標準，并根據(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。根據(jù)安裝位置，區(qū)分了“第一類”和“第二類”環(huán)境，如下圖所示?！暗谝活悺焙汀暗诙悺杯h(huán)境的定義：

?“第一類”環(huán)境

民用環(huán)境或驅(qū)動系統(tǒng)直接連接到公共低壓電源而無需中間變壓器的地點。

?“第二類”環(huán)境

非民用環(huán)境或通過隔離變壓器從中壓網(wǎng)絡(luò)供電的工業(yè)環(huán)境。

EN 61800-3根據(jù)變速驅(qū)動器的安裝位置和輸出電流定義了四種不同的類別C1到C4：

? C1類別

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類別

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)。如果驅(qū)動系統(tǒng)由有資質(zhì)的專業(yè)人員安裝和使用，則可在“第一”環(huán)境中使用。必須遵守制造商提供的警告和安裝信息。

? C3類別

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類別

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)。

根據(jù)EMC產(chǎn)品標準EN 61800-3的C1至C4類別概覽

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。

5、變頻器的應(yīng)用環(huán)境

C1類別：

一般沒有此類變頻器產(chǎn)品。

C2類別：

一般變頻器設(shè)計用于“第二類”環(huán)境。然而在中性點接地的TN或TT電源系統(tǒng)中，通過安裝輔助的進線濾波器（RFI抑制濾波器或EMC濾波器），還可以運行于根據(jù)EMC產(chǎn)品標準EN 61800-3定義的“第一類”環(huán)境C2類別。為了達到C2類別的要求，必須使用屏蔽電機電纜。

C3類別：

有部分變頻器會標配符合EMC產(chǎn)品標準EN 61800-3定義的C3類別的進線或EMC濾波器（RFI抑制濾波器），適用于中性點接地的TN或TT電源系統(tǒng)。為達到符合C3類要求，必須使用屏蔽電機電纜。

C4類別：

變頻器也可用于非接地(IT)電源系統(tǒng)。在這種情況下，對于集成C3級別濾波器的變頻器，必須拆除連接濾波器電容和外殼的金屬片以禁用該進線濾波器。如果沒有拆除，變頻器可能發(fā)生故障跳閘，或者濾波器可能過載甚至在發(fā)生故障時損壞。當作為標準集成的進線濾波器停用時，變頻器僅符合C4類別要求。EMC產(chǎn)品標準EN 61800-3明確允許在復(fù)雜系統(tǒng)中使用IT供電系統(tǒng)，在這種情況下，設(shè)備制造商和設(shè)備運營商必須商定EMC計劃，即采取定制的、特殊系統(tǒng)性措施以確保符合EMC要求。符合C4類別要求不再要求使用屏蔽電機電纜，但仍建議在變頻器中未安裝出線電抗器或輸出濾波器的系統(tǒng)中使用屏蔽電機電纜，以降低電機中的軸承電流。

審核編輯：湯梓紅