一個(gè)電梯控制柜的低成本電磁兼容(EMC)解決方案
某知名電梯公司一款電梯控制柜在整改數(shù)月之后,仍遲遲未能通過(guò)EMC測(cè)試,在接到案件以后,我們對(duì)此作了技術(shù)分析。
依據(jù)國(guó)標(biāo)GB/T17626,GB4824要求,電梯控制柜的電磁兼容測(cè)試項(xiàng)目由騷擾度和抗擾度組成,其中,測(cè)試項(xiàng)目靜電放電,電快速瞬變脈沖群,浪涌,電壓跌落,傳導(dǎo)抗擾度,均已通過(guò)測(cè)試,在此不做贅述。難點(diǎn)在于騷擾度測(cè)試。
客戶要求如下:
(1)該電梯控制柜電流為24A@380VAC,需要引用最嚴(yán)格的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn);
(2)為了降低成本,以及節(jié)約安裝空間,客戶要求使用三相單級(jí)濾波器;
(3)電源入口無(wú)隔離變壓器,基于安全考量,客戶要求泄漏電流控制在20mA以內(nèi)。
按照客戶要求,我司就傳導(dǎo)發(fā)射,輻射發(fā)射,諧波電流給出以下方案,成功幫助客戶通過(guò)EMC測(cè)試。
(一)下圖為電梯控制柜傳導(dǎo)測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)與整改對(duì)策:
整改對(duì)策:通過(guò)對(duì)測(cè)試波形的分析,調(diào)整濾波電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),參數(shù),與原始波形進(jìn)行匹配,同時(shí)改善接地后,成功通過(guò)EMC測(cè)試,如下圖所示。該濾波器長(zhǎng)寬高僅為130*100*70mm,實(shí)測(cè)泄漏電流為15mA,客戶要求均得以滿足。
(二)下圖為電梯控制柜輻射測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)與整改對(duì)策:
整改對(duì)策:由于電梯控制柜為金屬機(jī)箱,通過(guò)多種方式改善機(jī)箱的屏蔽特性,對(duì)部分與測(cè)試有關(guān)聯(lián)的I/O端口做濾波處理,亦成功通過(guò)輻射發(fā)射測(cè)試。
(三)下圖為電梯控制柜諧波電流測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)與整改對(duì)策:
整改對(duì)策:測(cè)試數(shù)據(jù)顯示:5,7,11,13次諧波電流超標(biāo)比較嚴(yán)重,由于諧波電流是由六脈沖整流變頻器引起,在變頻器輸入側(cè)安裝一臺(tái)電抗率4.5%的電抗器,成功通過(guò)測(cè)試。測(cè)試結(jié)果表明,在變頻器輸入側(cè)安裝與之匹配的電抗器,措施簡(jiǎn)單,經(jīng)濟(jì),并且效果顯著。
當(dāng)然,變頻器產(chǎn)生的電磁兼容問(wèn)題非常復(fù)雜,主要有諧波電流,傳導(dǎo)發(fā)射,輻射發(fā)射,Du/Dt四種。同時(shí),與整流電路和阻抗匹配也有著密不可分的關(guān)系??梢愿鶕?jù)實(shí)際情況加以解決。
(1)諧波電流發(fā)射:主要解決手段:輸入電抗器(包括移相電抗器),LC濾波器,電力有源濾波器;
(2)傳導(dǎo)發(fā)射:EMC濾波器,屏蔽線,隔離變壓器等;
(3)Du/Dt :輸出電抗器,Du/Dt濾波器,正弦波濾波器,Du/Dt吸收器,阻抗端接器,其中Du/Dt濾波器,正弦波濾波器電路比較簡(jiǎn)單,長(zhǎng)沙市泰澤電子有限公司建議Du/Dt的截止頻率在120-150Khz范圍取值,正弦波濾波器的截止頻率取載波頻率的1/4-1/5為宜。
結(jié)論:本方案,給出了電磁兼容整改的一個(gè)新思路。在整改時(shí),尤其是涉及變頻器相關(guān)的整改,采用匹配設(shè)計(jì),可以做到事半功倍,省時(shí)省力。