工业变频器电磁兼容（EMC）标准与设计要点须知

         工业变频器和伺服驱动器的设计工程师需要了解电磁兼容（EMC）抗扰度、电磁发射（EMI），以及隔离**要求。你知道你设计的产品的法规需求吗？每个终端产品设计都必须满足相应的标准，以确保产品在所需的终端设备类别和环境中使用合规且**。

          国际电工委员会（IEC）发布的关于变速驱动系统的相应终端设备标准包括针对EMC和EMI的IEC 61800-3以及针对系统**要求（包括隔离）的IEC 60747-17:2020。IEC 61800-3标准中指定的EMC和EMI要求取决于变频器所属的类别。类别范围从C1到C4，且规定了变频器的*高额定电压和可以安装使用的环境。变频器的*高额定电压可以小于1000V，也可以大于1000V。分以下两种环境：

          工业变频器是如何对应EMC抗扰度、EMI和隔离要求的？相应的测试是什么样的？图1显示了一个工业变频器的简化架构，它被划分为各种子系统，并在机柜外提供可访问的接口和连接器。浪涌（Surge），电快速瞬变（EFT）或者静电放电（ESD）等EMC抗扰度测试干扰信号施加于每个子系统的接口连接器。具有可访问接口或连接器的典型子系统包括通信接口，用户输入和输出（I/O）接口，位置反馈接口，动力线接口和交流电源输入。

图1.工业变频器EMC抗扰度测试信号示例

EMC抗扰度

         让我们看看EMC抗扰度要求和测试方法。IEC 61800-3规定了干扰电压等级和测试通过判据等EMC抗扰度要求，并参考了IEC 61000-4-x标准，该标准描述了ESD、EFT和Surge的测试方法和测试平台搭建。**种环境的EMC抗扰度要求较高，而**种环境的EMC抗扰度要求较低。因此，我们关注**环境。图2显示了针对**种环境的IEC 61800-3EMC抗扰度要求的摘录。

图2.**种环境中IEC 61800-3的EMC抗扰度要求

         每个端口都需要通过特定的过电压干扰，如IEC 61000-4-4标准中针对+/-2kV电压等级的快速瞬变脉冲群（EFT）所规定的。

         我们如何验证变频器是否通过了测试？因此，如图2所示的性能验收标准是验证终端设备相关EMC测试的一个非常重要的依据。

         判据A规定在EMC测试期间或之后不得影响变频器正常工作性能。

        判据B规定临时性能下降仅在EMC测试期间是可接受的。在EMC测试之后，变频器必须在没有任何人工干预的情况下恢复并以正常工作性能运行。

       判据C规定在测试期间暂时的功能或性能损失是可以接受的，并允许手动干预，如重新上下电或硬件复位重置来恢复正常运行状态。

         与通常根据判据C进行验证的大多数半导体不同，终端设备必须至少满足判据B或A，其中A规定了系统即使在EMC测试期间也必须保持指定的性能。对于许多供应商而言，IEC 61000-4-4定义的快速瞬变脉冲群（EFT）抗扰度实验是证明工业变频器稳健性的*重要的EMC抗扰度测试。这是因为通过逆变器PWM开关电压耦合到电缆或印刷电路板的脉冲噪声对变频器性能的影响与快速瞬变脉冲群（EFT）相似。

EMI电磁发射

       IEC 618000-3还规定了变频器的电磁对外发射要求，并参考标准CISPR 11 A类和等效的欧洲标准EN 55011 A类标准进行特定测试平台搭建。CISPR是Comité International Spécial des Perturbations Radioélectriques的简称。辐射发射是在30MHz至1GHz的频带内测量的。对于属于IEC 61000-3类别2或3的工业设备，需要满足准峰值限值以分贝（微伏每米）为单位的电场强度，如表3所示。

表3.30MHz到1000MHz频带下的辐射发射限值（参考IEC-61800-3,Table15）