【2017年整理】变频器EMC设计及典型试验.doc

变频器EMC设计及典型试验 方法的研究 王建渊 (西安理工大学 自动化与信息工程学院，陕西 西安 710048) 崔 擎2（博世力士乐电子传动与控制（深圳）有限公司西安分公司，陕西，西安，710075） 摘要：变频器以其节能显著，保护功能完善，调速性能好，使用维护方便优点，占据交流电机调速的主导地位。在工业推广应用中，电磁干扰问题日益突出。针对这一问题，本文研究了磁兼容性(EMC)设计若干措施及典型的试验方法，提供了试验案例分析，具有很好的实用参考价值。 关键词：变频器，电磁干扰，电磁兼容性，典型试验 Design of Inverter EMC and Research on Typical Experiment Method WANG Jian-yuan,, (School of Automation and Information Engineering,Xian University of Technology Xi’an 710048 China) Cui Qing ( Bosh Rexroth Electric Drives and Controls (Shenzhen)Co.,Ltd. Xi’an Branch 710075 China) Abstract: The inverter has occupied dominant status of AC Motor speed-adjusting ,because of the advantages of energy-saving significance, perfect protection, better speed-adjusting performance and convenient maintenance. With popularizing application in industry, the problems of EMI is increasing. Aiming at the problems, several EMC design measures and typical experimental methods are researched, experimental analysis cases are provided, this has better practical reference value. Keywords: Inverter, EMI, EMC, Typical Experiment 引言 设备的电磁兼容性能是它能否“生存“的必要条件之一。电磁兼容设计的目的是使所设计的电子设备或系统在预期的电磁环境中实现电磁兼容。其要求是使电子设备或系统满足EMC标准的规定并具有两方面的能力：能在预期的电磁环境中正常工作，无性能降低或故障;对该电磁环境不是一个污染源。 2.变频器中电路的EMC方案设计 2.1 主回路吸收电路与di/dt抑制电路 整流电路在输入侧要接抗雷击过电压或操作过电压吸收电路，这种吸收电路由星形连接的高频、高压电容器（如470p/2Kv）和压敏电阻(如20k/1Kv)组成，具体电路见图1中R1、R2、R3 和C1、C2、C3。逆变器部分在高频开关状态时，产生电压尖脉冲，如果不加以处理将损坏IGBT模块、干扰驱动电路。采用吸收电路可以抑制电压尖脉冲，当前变频器中常用的吸收电路有三种形式，如图2 所示，根据所用开关器件和功率等级来选择使用。 2.2 控制及驱动电路的电路板EMC设计 现代通用变频器的控制电路均已微处理器为核心的数字电路。性能完善、功能丰富、集成度高、运算速度高、体积紧凑。带来的问题是控制电路板设计的小体积、高密度、高速信号布线，解决干扰问题成为设计中的棘手问题，下面给出变频器用电路板EMC设计实践中的若干措施。 1)印制板（PCB）上存在的电磁干扰及产生原因 电磁干扰可分为两类：内部干扰和外部干扰。PCB上的电磁兼容问题有: 公共阻抗的耦合、线间串扰、高频载流导线的电磁辐射、印刷线路板对高频辐射的感应及波形在长线传输中的畸变等。导致变频器电气电路电磁干扰产生原因主要有以下几个方面： ● 封装措施的不当使用（金属与塑料封装）； ● 完成质量不高，电缆与接头的接地不良； ● 时钟和周期信号走线设定不当； ● PCB分层排列及信号布线层的设置不当； ● 共模与差模滤波设计不当； ● 接地环路处置不当； ● 旁路和去耦不足； 2)布局与布线 在小功率的变频器中，主要采用PCB板完成电路元件和器件的支撑以及电器连接。PCB设计的好坏对系统抗干扰能力影响很大。其中布局作为布线前的准备工作，是一个重要的环节，结果的好坏将直接影响布线效果。