דרישות תאימות אלקטרומגנטית ושיטות בדיקה עבור אספקת חשמל מיוצבת AC
1 מושגי יסוד
תאימות אלקטרומגנטית היא מדד איכות חשוב למוצרי חשמל ואלקטרוניקה. ניתן לשקול כי איכות המוצר מורכבת בעיקר משני תכנים עיקריים: נורמות איכות ואינדיקטורים טכניים. הראשון כרוך בנורמות כלליות, כלומר בחברת החשמל הבינלאומית, ובסטנדרטים הבסיסיים שגיבשה המדינה בסין; האחרון הוא הרגולציה של פונקציות המוצר והדרישות הטכניות שלו. תאימות אלקטרומגנטית ודרישות בטיחות הן תקנים בסיסיים. כעת EMC יצרה מערכת שלמה מתקנים בסיסיים, תקנים נפוצים, תקנים משפחתיים ותקני מוצר. בנוסף, קיימת חקיקה מיוחדת למטרה זו בינלאומית. לדוגמה, האיחוד האירופי גיבש תקנות, הקובעות כי החל מ-1 בינואר 1996, מוצרים חשמליים ואלקטרוניים חייבים לקבל את הסמכה של ניהול מתח נמוך (LV Directive) וניהול תאימות אלקטרומגנטית (EMC Directive) לפני שניתן יהיה למכור אותם ב- השוק. במהלך השנים, תקני EMC חדשים שוחררו באופן רשמי בסין. עם זאת, יש לציין כי תקני ה-EMC הרלוונטיים של IEC ימשיכו להיות משודרגים מטיוטה או גרסאות ישנות לגרסאות רשמיות, וגם תקני EMC לאומיים רלוונטיים יעודכנו וישוחררו באופן רציף, והגרסה העדכנית ביותר תגבר עבור בדיקות EMC רלוונטיות. .
מה שנקרא EMC מוגדר ב-GB/T4365-1996 "טרמינולוגיה של תאימות אלקטרומגנטית" כ: היכולת של מכשיר או מערכת לעבוד כרגיל בסביבה האלקטרומגנטית שלו מבלי לגרום להפרעה אלקטרומגנטית בלתי מקובלת לשום דבר בסביבה. הגדרה זו מסכמת שלושה היבטים. ראשית, המגבלה של הפרעות אלקטרומגנטיות. הפרעה אלקטרומגנטית נמצאת בכל מקום, אך ניתן להגביל אותה על ידי תקני איכות וניתן להגביל את מזיקתה באמצעים טכניים. משמעות הדבר היא כי יש לקבוע את ערך הגבול של עוצמת ההפרעה האלקטרומגנטית הנשלחת עבור המוצר כדי להבטיח שהסביבה האלקטרומגנטית מתאימה. שנית, חסינות של הפרעות אלקטרומגנטיות. משמעות הדבר היא שהמוצר אמור להיות מסוגל לעבוד כרגיל בסביבה האלקטרומגנטית עם עוצמת ההפרעה האלקטרומגנטית המוגדרת מבלי להפחית את מדד הביצועים שלו. שלישית, הסטנדרטיזציה והתאימות של הסביבה האלקטרומגנטית. כלומר, נקיטת אמצעים כלשהם נגד הפרעות אלקטרומגנטיות אינה יכולה לפגוע בביצועים של עצמה או של מוצרים או מערכות אחרות באותה סביבה אלקטרומגנטית, ויכולה להתקיים רק בצורה ידידותית "שלווה". לדוגמה, על מנת להפחית הפרעות הולכה, קבל מחובר במקביל בין קו הפאזה של ספק הכוח של הציוד לקו ההארקה. עבור הציוד, הקיבולת של הקבל חייבת לעמוד בדרישות ערך הגבול של התקן הלאומי לזרם דליפה; עבור המערכת, יש למנוע ממנה להפוך למקור צימוד הפרעות במערכת ולהשפיע על עבודת המערכת. לכן, בדיקת ה-EMC של המוצר צריכה לכלול שני היבטים:
(1) לבדוק את עוצמת ההפרעה האלקטרומגנטית שהיא שולחת לעולם החיצון כדי לאשר האם היא עומדת בדרישות ערכי הגבול שנקבעו בתקנים הרלוונטיים;
(2) ערוך בדיקת רגישות בתנאי הסביבה האלקטרומגנטית של עוצמת ההפרעה האלקטרומגנטית שצוינה כדי לאשר האם היא עומדת בדרישות החסינות שנקבעו בתקנים הרלוונטיים.
שני היבטים אלה הם בהתאמה הפרעה אלקטרומגנטית או הפרעה אלקטרומגנטית וחסינות להפרעה בפרויקט בדיקת EMC; המונח רגישות היה נפוץ במונחים האחרונים. התרחשות של הפרעות אלקטרומגנטיות תלויה בחוזק מקור ההפרעה, בשיטת הצימוד של ההפרעה וברגישות הציוד להפרעה. לכן, דרישות הביצועים ושיטות הבדיקה של EMC בתקנים הרלוונטיים לא רק מחולקות לפריטים שונים על פי מאפיינים וסוגים שונים, אלא גם מחולקות לשתי קטגוריות על פי שיטות השידור השונות של הפרעות אלקטרומגנטיות: כלומר, הפרעות מוליכות ומוקרנות. הַפרָעָה. הראשון מזהה בעיקר את העוצמה וטווח התדרים של הרמוניות הספק של תדר הספק ורעש בתדר גבוה שהציוד הנבדק מעביר החוצה דרך קו החשמל או קו האות, השייך להשפעות שדה הקרוב והאינדוקציה של הפרעות אלקטרומגנטיות. האחרון מזהה את העוצמה וטווח התדרים של רעש בתדרי רדיו המוקרן ישירות על ידי המכשיר הנבדק, אשר מכוון בעיקר להשפעת השדה הרחוק של הפרעות אלקטרומגנטיות. ראוי לציין כי בשנים האחרונות, הקהילה הבינלאומית הקדישה תשומת לב מיוחדת לשני ההיבטים של הפרעות הרמוניות של אספקת החשמל ודרישות חסינות הציוד. הראשון כרוך בדרישות הגנת הסביבה של רשתות חשמל ציבוריות. זה האחרון הוא להבטיח את אמינות הציוד או המערכת. מסיבה זו, תקנים רבים גם מפרידים באופן ספציפי בין דרישות תכולת הזרם הרמוני של ספק הכוח לבין החסינות כשתי דרישות טכניות עיקריות מפרויקט ה-EMC, ומפרידים אותם כפריטים נפרדים. יש לציין כי עבור חברת המידע, ההפסד הנגרם כתוצאה מפעולה חריגה של ציוד טכנולוגיית מידע קשה לרוב למדוד במטבע. בתנאים המציאותיים שאי אפשר להימנע לחלוטין מהפרעות אלקטרומגנטיות, חשוב במיוחד לשפר את החסינות של מוצרים בתנאי הסביבה האלקטרומגנטית שצוינו.
באופן ספציפי, בנוסף לאישור האם ביצועי ה-EMC של המוצר עומדים בדרישות של התקנים הלאומיים והתעשייתיים בבדיקות השגרתיות של פריטי EMC ספציפיים על ידי היצרן (על פי דוחות ספרות מקומיים וזרים, אין תכנון רציני של EMC ובדיקות יסודיות בוצע ומספיק קשה לעבור את מבחן ה-EMC), והוא יכול גם להעריך את מידת ההשפעה של הפרעות אלקטרומגנטיות חיצוניות על המוצר ואת היעילות של אמצעי דיכוי קשורים, ולברר את הסיבות הספציפיות (מקורות ומסלולי פעולה ) של המוצר שניזוק מבדיקת EMC על מנת לנקוט באמצעים מתאימים. מידה. לכן, ביצוע בדיקות EMC בשלב הראשוני של עיצוב וגמר המוצר היא משימה הכרחית עבור מוצרים להיכנס למסחור. מנקודת מבט אחרת, הבנת ביצועי ה-EMC של מוצרים היא גורם חשוב לבדיקת סחורות ואישור המשתמש של המוצרים. כל אלה דורשים הבנה של דרישות ביצועי EMC וידע בבדיקות.
למבחן ה-EMC של מוצרי אספקת חשמל יש את הדרישות הספציפיות שלו, אשר נקבעות על ידי הפונקציות של סוג זה של מוצר. קודם כל, מוצר אספקת החשמל משמש כממשק הכוח בין ספק הכוח (בדרך כלל הרשת) לעומס שהוא משרת (בדרך כלל ציוד טכנולוגיית מידע רגיש להפרעות אלקטרומגנטיות). תפקידו הבסיסי הוא להבטיח שהעומס המחובר אינו מושפע מגורם ההספק. תקלה או נזק עקב השפעה. באופן זה, דרישות ה-EMC למוצרי אספקת חשמל גבוהות באופן טבעי ממוצרים אחרים. הדוגמה האופיינית ביותר כאן היא שתקן ה-EMC של מוצרי אספקת החשמל מחייב את מסוף מקור הקלט ומסוף עומס היציאה של מוצרי אספקת הכוח צריכים להיבדק עבור הפרעות מוליכות בהתאמה. בנוסף, אם מוצר אספקת החשמל הוא חלק הכרחי מעבודת המערכת (כגון UPS), והמוצר נמכר כמוצר כללי, ייתכן שהמוצר יעבור בדיקת EMC שנייה. הפעם הראשונה היא לבדוק את מאפייני הביצועים של EMC המצוינים בתקנים של המוצר עצמו; הפעם השנייה היא לערוך בדיקת EMC שיטתית המבוססת על חוות דעת המשתמשים והמערכת אליה היא שייכת.
מספר רב של מחקרים הראו שההפרעה האלקטרומגנטית מהרשת היא הסוג החשוב והגרוע ביותר של הפרעות אלקטרומגנטיות. כל עוד ניתן לפתור סוג זה של הפרעות, בעיית החסינות תיפתר בעצם. לכן, יש אנשים שאומרים שהמאפיינים הטכניים של חברת המידע של ימינו הם "מכונה אחת, שלוש חלקים", כלומר מחשב וחומרה, תוכנה ורכיבים חשמליים. בדרך זו, ספק הכוח AC ייצב כממשק החשמל בין רשת החשמל לציוד האלקטרוני, במיוחד ציוד טכנולוגיית מידע, צריך להיות בעל פונקציית מסנן כוח יעילה, לפחות היא צריכה להיות בעלת השפעת הנחתה ודיכוי משמעותיים על הפרעות אלקטרומגנטיות. יש להתייחס לכך כפונקציה חיונית של ספק כוח AC. מטבע הדברים, עבור ספק כוח מיוצב AC עם פונקציית אנטי-הפרעות, הוא אמור לא רק לשפר את ביצועי האנטי-הפרעות שלו, אלא גם לקבל את ביצועי ה-EMC של מוצרים אלקטרוניים המחוברים לפלט שלו ורגישים ל-EMI, כדי להשיג גדול יותר של EMC* * מרווח, זוהי דרישה תפקודית עיקרית של ספק הכוח המוסדר AC נגד הפרעות עם הפונקציה של טיהור רעשי ההפרעות. זהו אחד הבסיסים להידור של SJ/T10541-94 "תנאים טכניים כלליים עבור אספקת חשמל מיוצבת נגד הפרעות AC".
מצד שני, כמה דרישות הדומות ל-EMC באו לידי ביטוי במדדי הביצועים של מוצרי אספקת חשמל. לדוגמה, השפעת מתח המקור של ספק הכוח המוסדר AC והדרישות הכוללות של התוכן הרמוני היחסי של מתח המוצא. בנוסף, פריטי EMC מסוימים שרגישים רק לציוד אלקטרוני עם זרם חלש, כגון הפרעות שדה מגנטי בתדר אנטי-כוח, פריקה אלקטרוסטטית, הפרעות שדה אלקטרומגנטיות מוקרנות וכו', עשויים להשפיע מעט על ציוד חשמלי בעל הספק גבוה, כך שהם אינם רשומים כנדרש בפריטי בדיקה SJ/T10541-94. בדרך זו, דרישות ה-EMC עבור ספקי כוח מווסתים AC שונות מאלה של מוצרים חשמליים ואלקטרוניים אחרים.
2 פריטי בדיקת EMC ודרישות
דרישות בדיקת EMC מחולקות ל-3 קטגוריות בהתאם לשימוש במוצר: דהיינו, קטגוריית **, קטגוריית השימוש בסביבה תעשייתית ומסחרית, וקטגוריית השימוש בסביבה אזרחית ומגורים. פריטי הבדיקה, הדרישות והשיטות של השניים האחרונים עקביים יחסית, וההבדל טמון בדרישות לאינדיקטורים. קטגוריית ** שונה למדי משתי הקטגוריות האחרונות בגלל השימוש המיוחד בה. בנוסף, בשל הייחודיות של השימוש, לציוד תעופה וימי יש אותן דרישות גבוהות כמו לציוד צבאי, וישנם תקנים ומפרטים כלליים בינלאומיים. בהתבסס על תנאי השימוש של ספקי כוח מוסדר AC הנמכרים בשוק, מאמר זה מתמקד בשתי הקטגוריות האחרונות.
לאור תשומת הלב הגוברת לנושאי EMC בחברה, המערבת מקצועות ומוצרים רבים, התייחסה חברת החשמל לדרישות EMC כסטנדרט הבסיסי של חברת החשמל. זהו התקנים העדכניים ביותר מסדרת IEC61000. תקן זה נחשב בינלאומי כתקן כללי בעל חשיבות זהה לתקן הלאומי. אחד מהם, IEC61000-4 "Testing Technology", הוא התקן הבסיסי להנחיית בדיקות EMC. מכיוון שטכנולוגיית EMC היא טכנולוגיה חדשה מורכבת, רב-תחומית ומתפתחת כל הזמן, פריטי הבדיקה, הדרישות והשיטות הרלוונטיים של EMC משתפרים ומשפרים כל הזמן. לכן, פריטים רבים ב-IEC61000-4 עדיין לא שוחררו באופן רשמי והם עדיין בצורת טיוטה. על מנת להקל על הקוראים להבין את היבט זה של ידע, נציג את הפרויקטים הכוללים ספקי כוח מווסתים AC, ונתמקד בפרויקטים של חברת החשמל שאומצו על ידי התקנים הלאומיים הרלוונטיים.
