كيفية تنفيذ تصميم التوافق الكهرومغناطيسي لمصدر الطاقة المنظم بالتيار المتردد
يعد أداء التوافق الكهرومغناطيسي مطلبًا مهمًا لمؤشر إمداد الطاقة المنظم بالتيار المتردد. استنادًا إلى متطلبات قيمة استخدام مصدر الطاقة الذي ينظمه التيار المتردد ، يجب ألا يفي أداء EMC الخاص به فقط بمؤشر المناعة ذي مستوى الخطورة الأعلى وحد التداخل الكهرومغناطيسي المؤهل ، ولكن الأهم من ذلك ، يجب أن يكون لحمله (حساس لـ EMI). المعدات الإلكترونية) لتوفير هامش أمان كافٍ في التوافق الكهرومغناطيسي. في هذه الورقة ، جنبًا إلى جنب مع متطلبات أداء EMC للمنتج ، يتم شرح المتطلبات وطرق الاختبار ذات الصلة بالتفصيل ، ويتم طرح الآراء الشخصية.
1 مفاهيم أساسية
التوافق الكهرومغناطيسي (ElectromagneTIcCompaTIbility ، المشار إليه باسم EMC) هو مؤشر جودة مهم للمنتجات الكهربائية والإلكترونية. يمكن اعتبار أن جودة المنتج تتكون أساسًا من عنصرين رئيسيين: معايير الجودة والمؤشرات الفنية. الأول يتضمن القواعد العامة ، أي IEC الدولية ، والمعايير الأساسية التي صاغتها الدولة في الصين ؛ هذا الأخير هو تنظيم وظائف المنتج ومتطلباته الفنية. التوافق الكهرومغناطيسي ومتطلبات السلامة هي المعايير الأساسية. شكلت EMC الآن نظامًا كاملاً من المعايير الأساسية والمعايير المشتركة والمعايير العائلية ومعايير المنتج. بالإضافة إلى ذلك ، هناك تشريعات خاصة لهذا الغرض على الصعيد الدولي. على سبيل المثال ، صاغ الاتحاد الأوروبي لوائح ، تنص على أنه اعتبارًا من 1 يناير 1996 ، يجب أن تحصل المنتجات الكهربائية والإلكترونية على شهادة التأهيل لإدارة الجهد المنخفض (توجيه LV) وإدارة التوافق الكهرومغناطيسي (توجيه EMC) قبل بيعها في السوق. على مر السنين ، تم إطلاق معايير EMC الجديدة رسميًا في الصين. ومع ذلك ، تجدر الإشارة إلى أن معايير التوافق الكهرومغناطيسي ذات الصلة الخاصة بـ IEC ستستمر في الترقية من المسودة أو الإصدارات القديمة إلى الإصدارات الرسمية ، كما سيتم تحديث معايير التوافق الكهرومغناطيسي الوطنية ذات الصلة وإصدارها باستمرار ، وستسود أحدث نسخة بالنسبة لـ EMC ذات الصلة الاختبارات.
يتم تعريف ما يسمى EMC في GB / T 4365-1996 "مصطلحات التوافق الكهرومغناطيسي" على أنها: قدرة جهاز أو نظام على العمل بشكل طبيعي في بيئته الكهرومغناطيسية دون التسبب في اضطراب كهرومغناطيسي غير مقبول لأي شيء في البيئة. هذا التعريف يلخص ثلاثة جوانب. أولاً ، قابلية الحد من الاضطراب الكهرومغناطيسي. الاضطراب الكهرومغناطيسي موجود في كل مكان ، ولكن يمكن تقييده بمعايير الجودة ويمكن الحد من ضرره بالوسائل التقنية. هذا يعني أنه يجب تحديد القيمة الحدية لشدة الاضطراب الكهرومغناطيسي المرسلة للمنتج للتأكد من أن البيئة الكهرومغناطيسية مؤهلة. ثانياً: مناعة الاضطرابات الكهرومغناطيسية. هذا يعني أن المنتج يجب أن يكون قادرًا على العمل بشكل طبيعي في البيئة الكهرومغناطيسية مع شدة الاضطراب الكهرومغناطيسي المحددة دون تقليل مؤشر أدائه. ثالثًا ، توحيد وتوافق البيئة الكهرومغناطيسية. وهذا يعني أن اتخاذ أي تدابير ضد الاضطرابات الكهرومغناطيسية لا يمكن أن يؤدي إلى تدهور أداء نفسه أو أداء منتجات أو أنظمة أخرى في نفس البيئة الكهرومغناطيسية ، ولا يمكن التعايش معها إلا بطريقة ودية "سلمية". على سبيل المثال ، من أجل تقليل تداخل التوصيل ، يتم توصيل مكثف بالتوازي بين خط طور طاقة الجهاز والخط الأرضي. بالنسبة للمعدات ، يجب أن تفي سعة المكثف بمتطلبات القيمة الحدية لتيار التسرب في معيار الأمان ؛ بالنسبة للنظام ، يجب منعه من أن يصبح مصدرًا لاقتران تداخل النظام ويؤثر على عمل النظام. لذلك ، يجب أن يشتمل اختبار التوافق الكهرومغناطيسي للمنتج على جانبين: (1) اختبار شدة الاضطراب الكهرومغناطيسي الذي يرسله إلى العالم الخارجي لتأكيد ما إذا كان يفي بمتطلبات القيمة المحددة المنصوص عليها في المعايير ذات الصلة.
عناصر ومتطلبات اختبار التوافق الكهرومغناطيسي
تنقسم متطلبات اختبار EMC إلى 3 فئات وفقًا لاستخدام المنتج: وهي الاستخدام العسكري ، واستخدام البيئة الصناعية والتجارية ، واستخدام البيئة المدنية والسكنية. عناصر الاختبار ومتطلباته وطرقه الخاصة بالاثنين الأخيرين متسقة نسبيًا ، ويكمن الاختلاف في متطلبات المؤشرات. تختلف الفئة العسكرية تمامًا عن الفئتين الأخيرتين بسبب استخدامها الخاص. بالإضافة إلى ذلك ، نظرًا لخصوصية الاستخدام ، فإن المعدات الجوية والبحرية لها نفس المتطلبات العالية مثل المعدات العسكرية ، وهناك معايير ومواصفات عامة دولية. استنادًا إلى شروط استخدام إمدادات الطاقة الخاضعة للرقابة التي يتم بيعها في السوق ، تركز هذه المقالة على الفئتين الأخيرتين.
في ضوء الاهتمام المتزايد بقضايا التوافق الكهرومغناطيسي في المجتمع ، بما في ذلك العديد من المهن والمنتجات ، تعاملت IEC مع متطلبات التوافق الكهرومغناطيسي باعتبارها المعيار الأساسي لـ IEC. هذا هو معيار سلسلة IEC61000 الشهير. تم اعتبار هذا المعيار دوليًا كمعيار مشترك له نفس أهمية معيار الأمان. أحدها ، IEC 61000-4 "تكنولوجيا الاختبار" ، هو المعيار الأساسي لتوجيه اختبار التوافق الكهرومغناطيسي. نظرًا لأن تقنية EMC معقدة ومتعددة التخصصات وتتطور باستمرار ، فإن عناصر ومتطلبات وأساليب اختبار التوافق الكهرومغناطيسي ذات الصلة يتم مراجعتها وتحسينها باستمرار. لذلك ، لم يتم إصدار العديد من العناصر في IEC 61000-4 رسميًا بعد ولا تزال في شكل مسودة. من أجل تسهيل فهم القراء لهذه المعرفة ، سنقدم المشاريع التي تتضمن إمدادات طاقة منظمة للتيار المتردد ، ونركز على مشاريع IEC المعتمدة من قبل المعايير الوطنية ذات الصلة.
شروط وطرق اختبار التوافق الكهرومغناطيسي
يعتمد الاختبار على ثلاثة عوامل: الأساليب والتقنيات والمعدات. يتم تحديد الطريقة من خلال مبدأ القياس واستخدام معدات الاختبار. التكنولوجيا هي كل طرق الاختبار المعتمدة للحصول على نتائج الاختبار الصحيحة (دقة أعلى) ، والمعدات هي كل ما يعكس العاملين أعلاه لخدمة الاختبار. جهاز تقني. يجب أن تكون جميعها موحدة لضمان إمكانية استنساخ الاختبارات ومصداقيتها.
يتم تحديد شروط اختبار التوافق الكهرومغناطيسي بواسطة طريقة الاختبار. يتم تقسيم طرق الاختبار المحددة إلى طريقة مقاعد البدلاء التي يتم إجراؤها في ظل الظروف المختبرية والطريقة الميدانية التي يتم تنفيذها في ظل ظروف الاستخدام الفعلي. من المستحيل محاكاة جميع ظواهر التداخل التي يمكن مواجهتها في المجال ، خاصة أن الطريقة الميدانية بها قيود لا يمكن التغلب عليها. ومع ذلك ، من خلال الاختبار الموحد ، يمكن الحصول على معلومات حول أداء التوافق الكهرومغناطيسي للجهاز قيد الاختبار بشكل أكثر شمولاً. لهذا السبب ، فإن التوصية الدولية هي اعتماد طريقة طاولة الاختبار أولاً ، ما لم يكن من الممكن تنفيذها في المختبر ، لا يتم استخدام الطريقة الميدانية بشكل عام.
تتمثل الطريقة الرئيسية لاختبار المناعة في تحديد مستوى الشدة المناسب وفقًا لظروف البيئة الكهرومغناطيسية للمعدات ، جنبًا إلى جنب مع التدابير التي يتخذها المستخدم للمعدات ، للاختبار وفقًا لطرق الاختبار ذات الصلة ، وأخيراً تقييم الاختبار النتائج وفقًا لشروط الحكم المؤهلة المقترحة من قبل معايير المنتج الأهلية. هذا هو الفرق الرئيسي بين اختبار المناعة والاختبارات الأخرى.
مصدر الاضطراب الكهرومغناطيسي في البيئة الكهرومغناطيسية ، وطريقة اقتران مصدر الاضطراب الكهرومغناطيسي بالجهاز ، وحساسية الجهاز للاضطراب الكهرومغناطيسي ، وتدابير حماية المستخدم في موقع العمل ترتبط ارتباطًا مباشرًا بمستوى الخطورة. أي أن بيئة الاستخدام تحدد شكل التداخل ، وتحدد شروط حماية التركيب مستوى خطورة التداخل. تنص GB / T13926.4 تحديدًا على ظروف البيئة الكهربائية في ظل تشغيل المعدات المقابلة لمستوى الخطورة في البيئة الكهرومغناطيسية:
المستوى 1 ، مع بيئة محمية جيدًا ، مثل غرفة الكمبيوتر ؛
المستوى 2 ، البيئات المحمية مثل غرف التحكم أو غرف المحطة في المصانع ومحطات الطاقة ؛
المستوى 3 ، البيئة الصناعية النموذجية ، مثل أجهزة العمليات الصناعية ، وغرف الترحيل لمحطات الطاقة والمحطات الفرعية ذات الجهد العالي في الهواء الطلق ؛
المستوى 4 ، البيئات الصناعية القاسية ، مثل محطات الطاقة ، ومعدات العمليات الصناعية بدون إجراءات تركيب خاصة ، والمناطق الخارجية ، إلخ.
في IEC 801-5 ، مصدر الطفرة هو تبديل الطاقة العابر أو البرق العابر لضربة الصواعق غير المباشرة ، وتصنف ظروف التركيب والمرافق الواقية للمعدات على النحو التالي (ينطبق على زيادة التيار):
الفئة 0: بيئة كهربائية محمية جيدًا مزودة بحماية أولية وثانوية من الجهد الزائد ، وعادة ما تكون في غرفة خاصة ، ولن يتجاوز جهد زيادة التيار 25 فولت ؛
الفئة 1: بيئة كهربائية مع حماية محلية وحماية أولية من الجهد الزائد ، ولا يتجاوز الجهد الكهربائي 500 فولت ؛
النوع 2: يتم فصل خط الطاقة عن الخطوط الأخرى ، والبيئة الكهربائية مع عزل جيد للكابل ، والجهد الزائد لا يتجاوز 1 كيلو فولت ؛
الفئة 3: البيئة الكهربائية حيث يتم وضع كبلات الطاقة وكابلات الإشارة بشكل متوازٍ ، ولا يتجاوز الجهد الكهربائي 2 كيلو فولت ؛
الفئة 4: يتم وضع خط التوصيل البيني على طول كابل الطاقة كما هو في الهواء الطلق ، وفي البيئة الكهربائية حيث تستخدم الكابلات في الدائرة الإلكترونية والدائرة الكهربائية ، لا يتجاوز جهد زيادة التيار 4 كيلو فولت ؛
الفئة الخامسة: البيئة الكهربائية حيث يتم توصيل الأجهزة الإلكترونية بكابلات الاتصالات وخطوط الطاقة العلوية في المناطق غير المأهولة.
لا يوجد اختبار زيادة السرعة للفئة 0. منتجات إمدادات الطاقة العامة موجودة في البيئة الكهربائية من الفئة 1 أو الفئة 2 ، ويمكن تحديد مستوى الخطورة كالفئة 1 أو الفئة 2.
