כיצד לבצע תכנון EMC של ספק כוח מוסדר AC
ביצועי EMC הם דרישת אינדקס חשובה של ספק כוח מוסדר AC. בהתבסס על הדרישות לערך השימוש של ספק הכוח המוסדר AC, ביצועי ה-EMC שלו צריכים לא רק לעמוד במדד החסינות של רמת חומרה גבוהה יותר ובמגבלה המוסמכת של הפרעות אלקטרומגנטיות, אלא חשוב מכך, הם צריכים להיות עבור העומס שלו (רגיש ל- EMI). ציוד אלקטרוני) כדי לספק מרווח בטיחות מספק של EMC. במאמר זה, בשילוב עם דרישות ביצועי ה-EMC של המוצר, מוסברות הדרישות הרלוונטיות ושיטות הבדיקה בפירוט, ומובאות דעות אישיות.
1 מושגי יסוד
תאימות אלקטרומגנטית (ElectromagneticCompaTIbility, המכונה EMC) היא מדד איכות חשוב של מוצרים חשמליים ואלקטרוניים. 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 חברת החשמל ימשיכו להיות משודרגים מטיוטה או גרסאות ישנות לגרסאות רשמיות, וגם תקני EMC לאומיים רלוונטיים יעודכנו וישוחררו באופן רציף, והגרסה העדכנית ביותר תגבר עבור ה-EMC הרלוונטי. מבחנים.
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 פאזת החשמל של הציוד לקו ההארקה. עבור הציוד, קיבולת הקבל חייבת לעמוד בדרישות ערך הגבול של זרם הדליפה בתקן הבטיחות; 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) בדוק את עוצמת ההפרעה האלקטרומגנטית שהיא שולחת לעולם החיצון כדי לאשר האם היא עומדת בדרישות ערכי הגבול שנקבעו בתקנים הרלוונטיים.
פריטי בדיקת EMC ודרישות
דרישות בדיקת EMC מחולקות ל-3 קטגוריות בהתאם לשימוש במוצר: כלומר, שימוש צבאי, שימוש בסביבה תעשייתית ומסחרית, ושימוש בסביבה אזרחית ומגורים. פריטי הבדיקה, הדרישות והשיטות של השניים האחרונים עקביים יחסית, וההבדל טמון בדרישות לאינדיקטורים. הקטגוריה הצבאית 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 תקן סדרת IEC61000 המפורסם. תקן זה נחשב בינלאומי כתקן נפוץ עם אותה חשיבות לתקן הבטיחות. 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 פורסמו באופן רשמי והם עדיין בצורת טיוטה. על מנת להקל על הקוראים להבין את הידע הזה, נציג את הפרויקטים הכוללים ספקי כוח מוסדר AC, ונתמקד בפרויקטים של חברת החשמל שאומצו על ידי תקנים לאומיים רלוונטיים.
תנאים ושיטות של בדיקת EMC
הבדיקה תלויה בשלושה גורמים: שיטות, טכניקות וציוד. השיטה נקבעת הן ע"י עקרון המדידה והן ע"י השימוש בציוד הבדיקה. הטכנולוגיה היא כל שיטות הבדיקה שאומצו כדי לקבל את תוצאות הבדיקה הנכונות (דיוק גבוה יותר), והציוד הוא כל מה שמשקף את שני הגורמים לעיל כדי לשרת את הבדיקה. מכשיר טכני. כל אלה חייבים להיות סטנדרטיים כדי להבטיח שחזור ואותנטיות של הבדיקות.
תנאי בדיקת EMC נקבעים לפי שיטת הבדיקה. שיטות הבדיקה הספציפיות מחולקות לשיטת ספסל הבדיקה המתבצעת בתנאי מעבדה ושיטת השטח המתבצעת בתנאי שימוש בפועל. אי אפשר לדמות את כל תופעות ההפרעות שעלולות להיתקל בשטח, במיוחד לשיטת השדה יש מגבלות בלתי עבירות. עם זאת, באמצעות בדיקות סטנדרטיות, ניתן לקבל מידע על ביצועי ה-EMC של המכשיר הנבדק בצורה מקיפה יותר. מסיבה זו ההמלצה הבינלאומית היא לאמץ תחילה את שיטת ספסל הבדיקה, אלא אם לא ניתן לבצעה במעבדה, בדרך כלל לא נעשה שימוש בשיטת השטח.
השיטה העיקרית של בדיקת חסינות היא בחירת רמת החומרה המתאימה בהתאם לתנאי הסביבה האלקטרומגנטית של הציוד, בשילוב עם האמצעים שנקט המשתמש עבור הציוד, לבדוק לפי שיטות הבדיקה הרלוונטיות ולבסוף להעריך את הבדיקה תוצאות בהתאם לתנאי השיפוט המוסמכים המוצעים על ידי תקני המוצר זכאות. זה ההבדל העיקרי בין בדיקת חסינות לבדיקות אחרות.
מקור ההפרעה האלקטרומגנטית בסביבה האלקטרומגנטית, שיטת הצימוד של מקור ההפרעה האלקטרומגנטית לציוד, רגישות הציוד להפרעות אלקטרומגנטיות ואמצעי ההגנה של המשתמש באתר העבודה קשורים ישירות לרמת החומרה. כלומר, סביבת השימוש קובעת את צורת ההפרעה, ותנאי ההגנה על ההתקנה קובעים את רמת חומרת ההפרעה. GB/T13926.4 קובע באופן ספציפי את תנאי הסביבה החשמלית בהפעלת ציוד התואם לרמת החומרה בסביבה האלקטרומגנטית:
רמה 1, עם סביבה מוגנת היטב, כגון חדר מחשבים;
רמה 2, סביבות מוגנות כגון חדרי בקרה או חדרי טרמינלים של מפעלים ותחנות כוח;
רמה 3, סביבה תעשייתית טיפוסית, כגון התקני תהליך תעשייתי, חדרי ממסר של תחנות כוח ותחנות מתח גבוה באוויר הפתוח;
רמה 4, סביבות תעשייתיות קשות, כגון תחנות כוח, ציוד תהליך תעשייתי ללא אמצעי התקנה מיוחדים, שטחים חיצוניים וכו'.
ב-IEC801-5, מקור הנחשול הוא זמני מיתוג הכוח או זמני הברק של פגיעת ברק עקיפה, ותנאי ההתקנה ומתקני ההגנה של הציוד מסווגים כדלקמן (החלים על הנחשול):
Class 0: סביבה חשמלית מוגנת היטב עם הגנת מתח יתר ראשונית ומשנית, בדרך כלל בחדר מיוחד, ומתח הנחשול לא יעלה על 25V;
קטגוריה 1: סביבה חשמלית עם הגנה מקומית והגנת מתח יתר ראשונית, ומתח הנחשולים אינו עולה על 500V;
סוג 2: קו החשמל מופרד מקווים אחרים, הסביבה החשמלית עם בידוד כבל טוב, ומתח הנחשול אינו עולה על 1kV;
קטגוריה 3: הסביבה החשמלית שבה כבלי חשמל וכבלי אות מונחים במקביל, ומתח הנחשול אינו עולה על 2kV;
קטגוריה 4: קו החיבור מונח לאורך כבל החשמל כפי שהוא בחוץ, והסביבה החשמלית שבה המעגל האלקטרוני והמעגל החשמלי משתמשים בכבלים, מתח הנחשול אינו עולה על 4kV;
קטגוריה 5: הסביבה החשמלית שבה מכשירים אלקטרוניים מחוברים לכבלי תקשורת וקווי חשמל עיליים באזורים שאינם מאוכלסים.
אין בדיקת עלייה לקטגוריה 0. מוצרי אספקת חשמל כלליים נמצאים בסביבה חשמלית Class 1 או Class 2, וניתן לבחור את רמת החומרה כ-Class 1 או Class 2.
