电磁兼容

文章19
整洁的机柜不一定不受干扰问题的影响 整洁的机柜不一定不受干扰问题的影响

当无线设备出现噼啪作响,或者电视机屏幕出现雪花时,人们常常称之为“射频干扰”或RFI。如今,电气和电子系统相互干扰的问题发生在许多应用中,被称为电磁兼容性– EMC。


如今,电子机器无处不在,并以高频率(难以控制)和高功率运行,因此从某些方面来看,令人惊讶的是干扰问题不再存在,那么到底是什么情况呢?


任何载有电流的导体都会发出电磁辐射。频率越高,能量从导体传输的趋势就越大。无线电工程师很快就学会了如何利用简单的阀门,线圈和电容器电子设备来发送和接收信号。但是,随着越来越多的电子设备的开发,发现无论发送还是接收,都会收到意想不到的信号??刂粕璞钢械牡缦?,甚至印刷电路板轨道都向(例如)敏感的测量设备辐射(传输)有害信号,从而导致错误的读数。更糟的是,干扰还沿供电电缆或控制电缆移动,进入其他设备并引起故障。随着电子系统在家庭和工业中的普及和控制,问题日益严重??植赖氖虑楸缺冉允?,当乘客无线电的内部振荡器干扰飞机着陆系统时,就会导致飞机坠毁。


通常,工程师和设备制造商首先做出反应,然后立法。设计师通过两种方式解决了这个问题。首先,他们防止干扰进入自己的设备。也就是说,它们提高了设备对电磁干扰(EMI)的抵抗力。其次,他们致力于降低产品产生的EMI。随着时间的流逝,电子设备,特别是诸如电源和变频器之类的电源产品,其输入端出现了滤波器,并且在布局和屏蔽方面做了许多详细的改进。这种缓慢的发展意味着现在大多数现代电子机器都可以以合理的成本,实现最低的排放和最高的抗扰度。


伴随着法规的完善,欧洲法律规定,尽管变频器本身不必满足特定的EMI级别,但内置的设备必须符合EMC指令2004/108 / EC。实际上,这意味着变频器必须装有滤波器,并且在安装变频器时必须格外小心。该指令中提到的标准为工业和家庭应用设置了不同级别的发射EMI。其他标准适用于医疗,航空和类似的应用。所有打算在欧盟范围内使用的Invertek变频器都配有内置的匹配的工业滤波器。


因此,正确设计变频器和进行滤波只是其中的一部分。如何安装同样重要。如今,大多数电子控件都可以正常工作,但是安装不当的变频器(或其他设备)仍然会造成干扰,导致故障,很难排除并耗费大量时间。因此,务必遵循一些基本的安装规则,以最大程度地降低这种风险。


1.良好的接地

出于安全考虑,通常必须接地,但将EMI降至最低也很重要。为了在高频下有效接地并消除低信号电平下的噪声,接地连接应短而粗,并连接到公共星形点。在某些情况下,可以使用附加的屏蔽电缆(在高频情况下更好)。尽管不能总是将星形接点接地,也不能使用长而细的接地电缆。

1 接地不良会造成干扰


2.屏蔽或铠装电缆

在早期的文章中,我们看到变频器的输出是一个不错的正弦波电流,但是电压波形由在高频下切换的高压方波组成。这些脉冲的开关沿产生更高的频率。这些会导致严重的EMI。因此,建议在变频器和电机之间使用屏蔽电缆(铠装电缆几乎一样),屏蔽潜在的干扰。非屏蔽电缆在大多数情况下都可以使用,但如果出现问题了,那么重新接屏蔽线的代价很大,花费也比从最开始就用屏蔽电缆要贵得多。


屏蔽电缆也应用于信号电缆,尤其是那些带有对EMI敏感的传感器信号的电缆。


所有的屏蔽线都应使用合适的夹具正确接地。屏蔽网的两端也应接地。如果有一端悬空,干扰问题反而消失了,则表明存在循环电流,可能是由于接地不良所致。在这种情况下,请尝试查找问题的根本原因。


2 屏蔽接地电缆限制EMI


3.分离与布局

电缆之间的距离越近,EMI越可以从一端传递到另一端。精心规划的机柜将电源和控制信号分开,使电缆尽可能保持远距离,电缆以直角交叉以最大程度地减少传输。在计划间隔时要考虑到EMC;这样,电源线和信号线就可以轻松分离,并且星点接地也要内置在布局中。


所有电缆都应尽可能靠近接地平面,例如柜体的金属。这减少了来自布线的辐射。电缆长度应最小化,避免大的环路。当EMI消除时,电缆对(走线和回线)应该一起布线(双绞线是理想的)。



3 良好的布局和分隔可降低EMI


4.抑制接触器线圈

接触器切换后,主触头上可能会产生一些电弧,但是启动线圈是一个大电感器,因此断开电流会产生大量火花–这就是如今修理电瓶耗尽汽车的方式?;鸹ɑ嵩谛矶嗥德噬喜罅康绱鸥扇?,并且可以轻松进入控制电路。变频器只有依靠诸如压敏电阻,续流二极管或阻容网络之类的抑制电路在源头上解决问题,才能得以?;?。


当然,您可以为了省钱而忽略整个EMC问题。您至今也可能没发现什么问题。但是只要您经历过几次重新布线,或者飞到外地花费好几天陪客户才解决一个小问题,您就会发现哪怕仅仅遵循一些简单的规则,就能避免被频繁地叫去售后,从而省下一笔不小的费用。


互联网上有一些很好的解释和指南。搜索“ EMC安装指南”就可以找到一些可读,合理的建议。