1 電磁兼容(EMC)測(cè)試

　　電磁兼容(EMC)測(cè)試是確保變頻器可靠性的重要手 段，通過(guò)該項(xiàng)測(cè)試評(píng)估其電磁干擾(EMI)能力和電磁抗擾 (EMS)能力，為高壓變頻器工作于復(fù)雜環(huán)境保駕護(hù)航。

在實(shí)際應(yīng)用中，高壓變頻器主要關(guān)注EMS測(cè)試，該測(cè)試 主要包括浪涌測(cè)試(Surge)、電快速瞬變脈沖群(EFT)、 靜電放電(ESD)、射頻電磁場(chǎng)輻射抗擾度(RS)、射頻電 磁場(chǎng)傳導(dǎo)抗擾度(CS)以及工頻磁場(chǎng)抗擾度(PMS)。

　　本文將為大家解讀EMS測(cè)試中的三大“試煉”：浪涌 測(cè)試(Surge)、電快速瞬變脈沖群(EFT)、靜電放電 (ESD)，以及射頻電磁場(chǎng)輻射抗擾度(RS)、射頻電磁場(chǎng) 傳導(dǎo)抗擾度(CS)以及工頻磁場(chǎng)抗擾度(PMS)，且看利德 華福高壓變頻器如何經(jīng)受住這些“試煉”的考驗(yàn)。

　　2 乘風(fēng)破”浪“——浪涌試煉

　　浪涌測(cè)試的核心在于精準(zhǔn)模擬電力供應(yīng)系統(tǒng)中可能驟然

圖 1 浪涌測(cè)試開(kāi)路電壓和短路電流波形

　　出現(xiàn)的過(guò)電壓及過(guò)電流等突發(fā)狀況。測(cè)試過(guò)程中，通常會(huì)采 用專用的設(shè)備，將浪涌信號(hào)精確地耦合至諸如主控、PLC 以 及功率單元等關(guān)鍵部件的電源端口與信號(hào)端口之上，進(jìn)而對(duì) 變頻器在遭受浪涌(沖擊)這一特定情境下的實(shí)際性能展開(kāi) 科學(xué)、客觀且精準(zhǔn)的評(píng)價(jià)。

　　如圖1所示，常見(jiàn)浪涌測(cè)試波形包括1.2/50us開(kāi)路電壓 (圖a)和8/20us短路電流(圖b)。1.2/50us開(kāi)路電壓波 形表示浪涌電壓在1.2ms內(nèi)達(dá)到峰值，然后在50us內(nèi)衰減至 零;8/20us短路電流波形表示浪涌電流在8us內(nèi)達(dá)到峰值， 隨后在20us內(nèi)衰減至零。浪涌測(cè)試電壓最高等級(jí)通常為2kV (線-線)或4kV(線-地)。

　　3 超”群“耐受——電快速瞬變脈沖群挑戰(zhàn)

　　電快速瞬變脈沖群測(cè)試旨在模擬變頻器切斷感性負(fù)載 或開(kāi)關(guān)電器觸點(diǎn)動(dòng)作瞬態(tài)過(guò)程產(chǎn)生的電磁干擾。通過(guò)將脈沖 群信號(hào)耦合到主控、PLC及功率單元等部件的電源和信號(hào)端 口，該測(cè)試可以評(píng)估變頻器受到此類干擾時(shí)的耐受水平。

　　電快速瞬變脈沖群是指數(shù)量有限且清晰可辨的脈沖序列 或持續(xù)時(shí)間有限的振蕩，脈沖序列及脈沖群波形如圖2所示。

　　該項(xiàng)測(cè)試的電壓峰值對(duì)于電源端口和接地端口最大值 通常設(shè)置為4kV，而信號(hào)端口和控制端口則為2kV。脈沖群 測(cè)試的重復(fù)頻率通常為5kHz，但100kHz更貼近實(shí)際干擾情 況。因此，測(cè)試頻率通常考慮5kHz和100kHz兩個(gè)點(diǎn)。

圖 2 電快速瞬變脈沖及脈沖群波形

　　4 有”的“放矢——靜電放電考驗(yàn)

　　靜電放電測(cè)試旨在模擬變頻器受到操作者及其接觸的臨 近物體產(chǎn)生的靜電放電影響。通過(guò)對(duì)整機(jī)外殼、柜門按鈕、 HMI等部件或部件的端口采取接觸放電或空氣放電測(cè)試，可以 有效評(píng)估變頻器的靜電耐受水平，并根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果改進(jìn)設(shè)計(jì)。

　　空氣放電測(cè)試的電壓最高等級(jí)通常為15kV，而接觸放電 則通常設(shè)置為8kV，且不同電壓等級(jí)條件下接觸放電電流波 形存在差異，4kV理想的接觸放電電流波形如圖3所示。

　　5 如釋重”輻“——射頻電磁場(chǎng)輻射抗擾度挑戰(zhàn)

　　射頻電磁場(chǎng)輻射抗擾度測(cè)試(RS)的核心在于精準(zhǔn)模擬 高壓變頻器運(yùn)行過(guò)程中可能頻繁遭遇如無(wú)線電話、手持對(duì)講 機(jī)和大功率發(fā)射機(jī)等無(wú)線電發(fā)射裝置產(chǎn)生的電磁輻射以及雜 散輻射的狀況，尤其是遇到80MHz以上電磁場(chǎng)輻射干擾的情 況。測(cè)試過(guò)程中，通常會(huì)使用特定的測(cè)試設(shè)備和儀器，通過(guò) 觀察被測(cè)設(shè)備的反饋，評(píng)估變頻器諸如主控、PLC和功率單 元等關(guān)鍵部件在面對(duì)此類電磁干擾時(shí)的性能和穩(wěn)定性。

　　如圖4所示，在射頻電磁場(chǎng)輻射抗擾度測(cè)試?yán)铮瑸榱四?擬實(shí)際干擾中最具挑戰(zhàn)性的情況，通常會(huì)對(duì)原始射頻信號(hào)進(jìn) 行80%幅度的1kHz正弦波射頻信號(hào)調(diào)制，并將其施加到受試 設(shè)備上。這種方式不但切實(shí)模擬了實(shí)際應(yīng)用中可能遭遇的極 端情形，并且能夠確保測(cè)試結(jié)果具備代表性。在該測(cè)試中， 電磁輻射環(huán)境(場(chǎng)強(qiáng))由高到低通常依次設(shè)置為10V/m、 3V/m和1V/m三個(gè)等級(jí)。

　　6 恰”導(dǎo)“好處——射頻電磁場(chǎng)傳導(dǎo)抗擾度挑戰(zhàn)

射頻電磁場(chǎng)傳導(dǎo)抗擾度測(cè)試(CS)旨在模擬通過(guò)線纜耦

圖 3 靜電接觸放電電流波形

圖 4 射頻電磁場(chǎng)輻射抗擾度測(cè)試信號(hào)波形

　　合到變頻器的150kHz～80MHz這一頻段內(nèi)的電磁場(chǎng)干擾情 況。通過(guò)將射頻電磁場(chǎng)耦合到電源線、通信線和接口線，模 擬變頻器在射頻電磁場(chǎng)傳導(dǎo)干擾環(huán)境下的工作情況，進(jìn)而對(duì) 其性能表現(xiàn)進(jìn)行全面評(píng)估。

　　該測(cè)試和射頻電磁場(chǎng)輻射抗擾度測(cè)試類似，都需要對(duì)原 始射頻信號(hào)采用1kHz的正弦波進(jìn)行調(diào)制，通過(guò)模擬實(shí)際干擾 情形來(lái)達(dá)到設(shè)備抗擾度測(cè)試目的。而這兩種測(cè)試主要的區(qū)別 則在于以下兩個(gè)方面。

　　(1)射頻場(chǎng)的頻率不同

　　(2)射頻場(chǎng)和受試設(shè)備間的耦合方式不同

　　輻射抗擾度測(cè)試是將受試設(shè)備直接放置在輻射場(chǎng)中;傳 導(dǎo)抗擾度測(cè)試則是將干擾信號(hào)耦合到受試設(shè)備的線纜上。

　　7 捷報(bào)”頻“傳——工頻磁場(chǎng)抗擾度挑戰(zhàn)

　　工頻磁場(chǎng)抗擾度測(cè)試(PMS)旨在模擬變頻器線纜里因工頻電流(50Hz/60Hz)所形成的磁場(chǎng)干擾，以及其他裝置 所產(chǎn)生的磁場(chǎng)干擾情形。其中，涵蓋了導(dǎo)體在正常運(yùn)行電流 作用下產(chǎn)生的幅值相對(duì)較小的穩(wěn)定持續(xù)磁場(chǎng)和因故障電流引 發(fā)的幅值較大的短時(shí)磁場(chǎng)。精準(zhǔn)模擬這兩種典型磁場(chǎng)環(huán)境， 并對(duì)諸如主控、PLC和HMI等低壓部件進(jìn)行針對(duì)性測(cè)試，從 而達(dá)到全方位評(píng)估設(shè)備的抗擾能力和實(shí)際性能的目的，為產(chǎn) 品設(shè)計(jì)優(yōu)化提供方向和量化指標(biāo)。

　　如圖5所示，在該項(xiàng)測(cè)試中，采用施加工頻信號(hào)至線圈 的方式，并且用此線圈環(huán)繞受試設(shè)備。通過(guò)調(diào)整電流大小來(lái) 實(shí)現(xiàn)對(duì)工頻磁場(chǎng)強(qiáng)度的精準(zhǔn)把控，以此精確模擬在實(shí)際應(yīng)用 場(chǎng)景里受試設(shè)備可能遭遇的工頻磁場(chǎng)干擾狀況。工頻磁場(chǎng)抗 擾度測(cè)試時(shí)穩(wěn)定持續(xù)磁場(chǎng)強(qiáng)度最高通常設(shè)備為100A/m，短 時(shí)磁場(chǎng)為1000A/m。

　　8 持久堅(jiān)毅——利德華福“絕代雙驕“

　　利德華福為滿足各企業(yè)“提高工作效率、減少維護(hù)成 本、擴(kuò)大適用范圍”等多樣化需求，始終堅(jiān)持生產(chǎn)可靠穩(wěn)定 的高壓變頻器。這一點(diǎn)在HARSVERT第七代空冷高壓變頻器 和HAR9000系列大功率水冷高壓變頻器得到了充分展現(xiàn)!這 兩款變頻器均從電磁兼容(EMC)相關(guān)的一系列測(cè)試評(píng)估中 脫穎而出，是當(dāng)之無(wú)愧的利德華福“絕代雙驕”。

　　(1)HARSVERT第七代高壓變頻器(圖6)

　　作為一款“用得好、用得住、用得久”的優(yōu)質(zhì)高壓變頻 器產(chǎn)品，利德華福HARSVERT第七代空冷高壓變頻器對(duì)器件 進(jìn)行了升級(jí)。其使用了更高功率密度、更集成封裝的IGBT及 薄膜電容，電容耐壓等級(jí)達(dá)1200V，優(yōu)化電路設(shè)計(jì)，提高了 器件的可靠性。HARSVERT第七代高壓變頻器將“數(shù)字化技 能”融入到產(chǎn)品之中， 由此實(shí)現(xiàn)了諸多卓越特性：實(shí)時(shí)提效 更新、提供 7×24 小時(shí)不間斷在線服務(wù)、構(gòu)建端到端的網(wǎng)絡(luò) 安全保障體系讓設(shè)備實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)清晰可見(jiàn)、盡在掌握。

　　其采用的模塊化設(shè)計(jì)搭配豐富的系統(tǒng)功能，可以滿足各 種復(fù)雜現(xiàn)場(chǎng)的工藝要求，能廣泛適配不同行業(yè)的應(yīng)用場(chǎng)景。

　　(2)HAR9000系列大功率水冷高壓變頻器(圖7)

　　作為一款專為高價(jià)值、超大功率關(guān)鍵負(fù)載應(yīng)用而設(shè)計(jì) 的高可靠、耐久型高壓變頻器，利德華福HAR9000系列在 電磁兼容(EMC)測(cè)試中的表現(xiàn)十分亮眼。除了電磁兼容 (EMC)測(cè)試外，其歷經(jīng)百余項(xiàng)專業(yè)測(cè)試驗(yàn)證，具備面向更 多高價(jià)值、高端、超大容量、超長(zhǎng)耐久應(yīng)用場(chǎng)景的能力。

圖 5 工頻磁場(chǎng)抗擾度測(cè)試示意圖

圖 6 HARSVERT 第七代高壓變頻器

　　圖 7 HAR9000 系列大功率水冷高壓變頻器

　　其采用不同于以往空冷產(chǎn)品的技術(shù)路線、關(guān)鍵元器件及 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，擁有高安全可靠的穩(wěn)定性、超長(zhǎng)使用壽命，以及 較低的故障維護(hù)成本，是利德華福面向煤化工、油氣化工、 新能源、天然氣等行業(yè)領(lǐng)域關(guān)鍵裝備配套的超大功率高壓 變頻調(diào)速解決方案。采用納米銀燒結(jié)技術(shù)的芯片擁有更強(qiáng)的 功率循環(huán)能力，器件可通過(guò)業(yè)內(nèi)嚴(yán)苛的測(cè)試條件(Tvjmax/ min=150℃/50℃,100K結(jié)溫波動(dòng)，50,000次循環(huán))，可滿 足現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)壽命長(zhǎng)達(dá)30年以上的苛刻要求。

　　懷揣著“專注、專業(yè)、專心、專屬”的初心，利德華福 高壓變頻器始終堅(jiān)持“品質(zhì)有保證，服務(wù)伴終生”的品牌推 廣主題。在未來(lái)，利德華福仍將嚴(yán)格執(zhí)行全面的電磁兼容 (EMC)測(cè)試，確保產(chǎn)品能在復(fù)雜電磁環(huán)境中長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn) 行，為企業(yè)高效前行保駕護(hù)航。