GB 12668.3-2012:调速电气传动系统第3部分:电磁兼容性要求及其特定的试验方法现行
- 简介
- 目录
- 强制性条文
5 抗扰度要求
5. 1 一般条件
5.1.1 验收准则(性能准则)
系统性能涉及BDM 或CDM 或者整个PDS 的功能,这些功能由制造商声明。
子部件性能涉及BDM 或CDM 或者PDS 的子部件的功能,这些功能由制造商声明。
作为一种替代方案,可对子部件性能而不是系统性能进行试验验证抗扰度(见5.1.2) 。
尽管本部分允许就子部件CCDM/BDM 的部件)进行试验,但其预期用途不是用于对子部件进行单独的符合性评价。
应使用验收准则检验PDS 抗外部骚扰的性能。从EMC 的观点来看,根据图1,任何装备都应能正常运行。由于PDS 是一个比PDS 本身更大的过程的功能序列的组成部分,所以因PDS 的性能变化而引起的对这一过程的影响就是很难预料的。然而,大系统的这一重要方面应为EMC计划(见附录E)所包括。
PDS 的主要功能是将电能转换为机械能,以及进行这一转换所需的信息处理。
表1 针对PDS 及其子部件按给定骚扰的影响分A 、B 、C 三种验收(性能)准则。
5.1.2 性能提型的选择
5.1.2.1 一般或特定系统性能
表1中的"一般系统性能"项目应根据PDS 的特定用途和典型配置定义。选择这些项目是制造商的责任。
对于特定系统性能一一转矩发生性能,只有在产品规范中明确定义的情况下才进行试验。在这种情况下,转矩发生性能可用直接或间接两种方式试验。直接试验方式采用EMC 抗扰转矩测量仪测量转矩骚扰。
转矩性能可通过加上骚扰后保持电流或速度恒定在规定的允差内的能力定义(见5. 1. 3) 。因此,可利用一种电流性能试验作为转矩性能的一种间接试验方式。对于EMC 评价而言,除非另有约定,电力变流器的输出电流被认为是表示转矩具有足够精确度。作为一种替代方案,在规定总转动惯量的情况下,可利用速度性能进行间接试验。
5.1.2.2子部件性能
若由于PDS 的尺寸限制,或由于电流或额定供电能力的限制,或负载条件的限制, PDS 不能在试验场地投入使用时,应采用子部件验收准则试验子部件。在任何情况下,试验装置都应能抗住施加于被试PDS 或被试子部件的最高强度的骚扰。
只有在PDS 中存在相关的端口或接口时,才应进行信息处理和检测功能(包括可能有的辅助设备选件)的试验。根据表1在这些功能存在的情况下,进行子部件性能试验就足以确定与本部分是否一致。
5.1.3 试验条件
负载应在制造商的规范范围内,实际负载应记录在试验报告中。
试验转矩性能以及信息处理和检测功能要求使用特殊的试验设备,该设备对试验骚扰的寄生耦合要有适当的抗扰度。只有在试验设备的抗扰度可用标准的测量验证的情况下,才能使用这种试验装置。
转矩骚扰的评估可通过转矩传感器进行,或者通过转矩生成电流的测量或计算,或者采用其他间接技术;在试验场地应提供适用的抗扰负载。
为了试验信息处理或检测功能,应设有适当的设备模拟数据通讯或数据计算。该设备应具有足够强的抗扰度,以便在试验期间能正常工作。
由于电动机已由其制造商按照相关的标准进行了试验,除了传感器外, PDS 的电动机部件就不需要再进行任何附加的EMC 抗扰度试验。因此,尽管电动机在试验期间连接到BDM/CDM 上,但不需要对电动机本身进行EMC 抗扰度试验。
对于那些存在的相关端口,包括所选辅助设备(若有的话)那些端口进行试验。要依定义明确且可复现的方式逐个端口进行。然而,如果有几个过程测量和控制端口或信号接口具有相同的物理配置(布局) ,则试验该类型的一个端口或接口即可。
在5.2 和5.3 中叙述了最低要求、试验和验收准则。验收准则见5.1.1 。
5.2 基本抗扰度要求:低频骚扰
5.2. 1 一般原则
在对PDS 抗低频骚扰的抗扰度进行设计时,应采用本条款中给出的要求。
对于这些抗扰度要求,制造商可采用试验、计算或仿真方式验证其是否符合要求。除非另作说明,只需证明功率电路符合所要求的验收准则以及没有超过输入电路(滤波器等)的额定值即可。
注1 :这些现象中有许多不是通用型标准所要求的,但对于PDS 中功率电路的设计和参数选择却是至关重要的。
要对这些现象中的许多进行抗扰度试验是很困难的,尤其是在输入电流超过16 A 或者电源电压超过400 V时。但是,经验表明,只要功率电路正确运行,控制部分和辅助设备通常是能抗扰的。这是由于PDS 中存在自然解祸作用的缘故。例如,诸如风机之类辅助过程的电源和时间常数就能提供这类解祸作用。
在用户文件中应阐明是否符合本部分的要求。在通过试验验证这种符合性的场合,可对IEC 61000-4系列中的相关基础标准加以考虑(见B.7) 。
注2: 主电源和可能有的辅助电源的电气使用条件,已在相关标准GB/T 12668.1-2002 或GB/T 12668.2-2002或GB/T 12668.4-2006 的PDS 使用条件中给出了定义。这些使用条件包括频率变化、频率变化速率、电压变化、电压波动、电压不平衡、谐波以及换相缺口。
注3 :超过所标明等级而可能引起的后果(根据IEC 60146-2 所述)是:
F 在功能方面性能降低;
T 由于保护装置而引起脱扣或运行中断:
D 永久性损坏(熔断器合格)。
这样的后果不应被认为是EMC 所关注的,但适当时应认为是安全性分析的一部分。
5.2.2 谐波和换相缺口/电压畸变
5.2.2.1 低压PDS( 电压畸变)
PDS 或BDM/CDM 应能承受表, 2 给出的抗扰度等级。应验证这些抗扰度等级不会导致超过输入电路(滤波器等)的额定值。对换相缺口需采用时域分析法。根据5.2.1 的规定,制造商可采用计算、仿真或试验方式验证抗扰度。
注:关于换相缺口对总谐波畸变的影响的频率域分析,显然不会揭示出某些类型的有害作用,见B.1
5.2.2.2 1眼定电压高于1 000 V 的PDS( 电压畸变)
5.2.2.2.1 主电源端口
PDS 或BDM/CDM 应能承受表3 给出的抗扰度等级。应验证这些抗扰度等级不会导致超过输入电路(滤波器等)的额定值。对换相缺口需采用时域分析法。根据5.2.1 的规定,制造商可采用计算、仿真或试验方式验证抗扰度。
注:换相缺口对总谐波畸变的影响的频域分析,显然不会揭示出某些类型的有害作用,见B.1
5.2.2.2.2 辅助电源端口
PDS 的辅助电源端口应能承受表4 给出的抗扰度等级。应验证这些抗扰度等级不会导致超过输入电路(滤波器等)的额定值。对换相缺口需采用时域分析法。根据5.2.1 的规定,制造商可采用计算、仿真或试验方式验证抗扰度。
注:关于换相缺口对总谐波畸变的影响的频域分析,显然不会揭示出某些类型的有害作用,见B.1
5.2.3 低压偏差(变动、变化、波动)、电压跌落和短时中断
5.2.3.1 低压PDS( 电压偏差)
PDS 或BDM/CDM 应能承受表5 给出的抗扰度等级。根据5.2.1 的规定,制造商可采用计算、仿真或试验方式验证抗扰度。
5.2.3.2 额定电压高于1000 V 的PDS( 电压偏差)
5.2.3.2. 1 主电源端口
PDS 的主电源端口应能承受表6 给出的抗扰度等级。根据5.2.1 的规定,制造商可采用计算、仿真或试验方式验证抗扰度。
5.2.3.2.2 辅助电源端口
PDS 的辅助电源端口应能承受表7 给出的抗扰度等级。制造商可采用计算、仿真或试验方式验证抗扰度。
5.2.4 电压不平衡和频率变化
5.2.4.1 低压PDS
电压不平衡的定义和评价在B.5.2 中阐述。
PDS 或BDM/CDM 应能承受表8 给出的抗扰度等级。制造商可采用计算、仿真或试验方式验证抗扰度。
5.2.4.2 额定电压高于1 000 V 的PDS
5.2.4.2.1 主电源端口
电压不平衡的定义和评价在B.5.2 中阐述。
PDS 或BDMjCDM 应能承受表9 给出的抗扰度等级。制造商可采用计算、仿真或试验方式验证抗扰度。
5.2.4.2.2 辅助电源端口
电压不平衡的定义和评价在B.i 5.2 中阐述。
PDS 的辅助电源端口应能承受l表10 中给出的抗扰度等级。制造商可采用计算、仿真或试验方式验证抗扰度。
5.2.5 电源的影晌磁场
不需要进行GBjT 17626.8一2006 规定的抗扰度试验(说明见A. 3.1) 。
5.3 基本的抗扰度要求:高频骚扰
5.3.1 条件
在下面的表11 和表12 中,叙述了高频骚扰试验的最低抗扰度要求和验收准则。验收准则见5.1.1 。说明见A.3
5.3.2 第一类环境
表11中的抗扰度等级应适用于预期用途为第一类环境的PDS 。
如果CDM/BDM 根据表11 规定的抗扰度的设计,则应在使用说明书中包含一个书面形式的警告,指明其预期用途不是工业装备。
5. 3. 3 第二类环境
表12 中的抗扰度等级应适用于预期用途为第二类环境的PDS 同时也适用于额定电压高于1000 V 的PDS 的低压端口或低压接口(电源、信号)。
注:额定电压高于1000 V 的PDS 的低压端口和接口的示例如下:
低压机壳端 辅助设备、控制和保护的机壳;
低压电源端 PDS 的低压电源;
低压电源接 PDS 主要部件内的辅助电源配电;
低压信号接 PDS 主要部件内的低压信号接口;
低压过握端 PDS 的信号端口。
对于施加到额定绝缘电压高于1 000 V 的端口上来说,这些现象是不恰当的。为简便起见,将这类端口称之为额定电压高于1000 V 的PDS 的高压端口。
注:额定电压高于1000 V 的PDS 的高压端口和接口的示例如下:
高压机壳端口变压器、变流器部分和电动机的机壳;
高压电源端口变压器的一次侧;
高压电源接口PDS 主要部件内的高压配电;
高压信号接口PDS 主要部件内的高压信号接口。
5.3.4 对电磁场的抗扰度
如果PDS 是下列情形,应进行GBjT 17626. 3一2006 和IEC 61000-4-6 中的试验项目(见5.3.2 和5.3.3) :
一一额定电压不高于500 V;
一一额定电流不大于200 A;
一一总质量不大于250 kg;
一一高度、宽度和深度不大于1.9m 。
如果PDS 的额定值大于或高于以上段落中的值,则制造商应在以下两个选项中做出选择:
一一在PDS 上进行GBjT 17626.3- 2006 和IEC 61000-4-6 中的试验项目;
一一在敏感子部件上进行GBjT 17626. 3 - 2006 和IEC 61000-4-6 中的试验项目。
如果电动机太大以至于不能在试验场地投入使用,只要对CDMjBDM 的运行没有不利影响,就可用较小尺寸的电动机代替进行试验。
在只是已经对子部件进行试验的情况下,应在成套PDS 上进行与一般工业用途的元线电通信设备的对比试验,如A. 3. 2. 2 中所述。这一试验只对特定场所、所安装设备和所试验频率有效。
5.4 抗扰度要求的应用:统计方面当选择PDS 的某一特定试验的验收等级时,应了解这一试验结果只是某一性能的可能性。根据PDS 的验收准则和应用,在规定试验脉冲数或试验持续时间时应考虑这种可能性。
5.3 中的抗扰度要求应通过在一个具有代表性的单元上进行一次型式试验验证。制造商或供应商应在生产过程中采用某些形式的质量控制保持产品的EMC 性能。
对于安装在使用场地(而不是试验场地)的PDS 所得到的测量结果应只与该装备相关。
6 发射
6. 1 一般发射要求
只要符合正常应用,就应在频带产生最大发射的工作方式下进行测量。
表13 对与PDS 的分类(见3.2) 相应的要求进行了概述。
6.2 基本低频发射限值
6.2.1 符合性验证方法
可采用计算、仿真或试验的方法进行符合性验证。
6.2.2 换相缺口
在电源、端口上使用示波器测量换相缺口(见B.1.1) 。这些换相缺口是由可控电网换相变流器产生的(见IEC60146-1-1 的2.5.4.1) 。
在知道PDS 的输入电路不产生缺口或者只产生很小幅值的缺口的场合(例如二极管整流器) ,无需考虑到缺口的发射。
注1 :应考虑到缺口的发射的主要实际场合为晶闸管变流器(电网换相)的场合。RFJ(射频干扰)滤波器是可能受
缺口影响的设备的场合。这些滤波器可能出现过载现象或者可能承受重复性过电压。
注2 :二极管整流器是一种不可控电网换相变流器,产生很小幅值的换相缺口。有些自换相变流器(例如l 具有有源前梢的电压源逆变器型间接变流器) ,取决于PWM 波形,可能产生换相缺口。
在需要考虑到缺口的场合,制造商应为用户提供下列信息:
一一-PDS 中包括的任何解楠电抗的值;
一一可能为达到抑制目的而从外部加上的可用解稿电抗(见B. 1. 2) 。
B.1.3 的推荐要求应得到遵循。
6.2.3 谐波和间谐波
6.2.3.1低压公共供电电网IEC 61000-3-2 包括的设备
设备可能包含一个或几个PDS ,也可能包含其他负载。
如果PDS 是属于IEC 61000-3-2 范围内的一种设备,则该标准的要求适用。但是,如果在属于IEC61000-3-2 范围内的设备中包括有一个或多个PDS ,则该标准的要求造用于成套设备,而不是用于各个PDS。定义IEC 61000-3-2 适用的系统或子系统的边界以及证明设备是否符合要求的方法是设备制造商的责任。
6.2.3.2 低压公共供电电网IEC 61000-3-2 未包括的设备
对于IEC 61000-3-2 未包括的设备(例如额定电流大于16 A 的设备) ,所推荐的标准要求可在GB/Z 17625. 6-2003 和本部分的B.4 中找到。在GB/Z 17625. 6-2003 的第1 阶段或第2 阶段由于本部分的附录B和附录C中所说明的技术或经济原因而不能适用的场合,本部分的附录3可使第3阶段的方法变得更为方便。
制造商应在PDS 的文件资料中或者根据要求,以电源端口上额定基波电流的百分比形式,提供额定负载条件下的电流谐波等级。这些电流谐波等级可采用计算、仿真或试验的方法产生。
为了进行计算或仿真,应假定外加电压具有一个低于1% 的THD( 总谐波畸变) ,假定电网的内阻抗为纯电感性的。如果不知道PDS 的具体安装场所,则应假定PDS 是连接到一个具有PDS 制造商所允许的最高R S1 值的PC 上计算谐波电流。
6.2.3.3 工业电网
若欲将PDS 用于不是由公共低压电网直接供电的装备中,则IEC 61000-3-2 和GBIZ 17625. 6-2003
不适用。因此,应采用一种考虑到整体装备的合理方法(见B.4)。
注:对于高于1000 V 的电网电压,整体装备可能要服从电力企业通常根据IEC 61000-3-6 制定的规则。这些规则适用于整个装备,而不是单个设备。这些规则通常考虑到系统内存在的谐波电流和电压畸变。表B.2 提供了一种有效的简化方法。
如果是额定电压高于1000 V 的PDS ,则应分别考虑来自主电源端口和辅助电掘端口的谐波发射。
6.2.4 电压波动
6.2.4.1 条件
设备可能包含一个或几个PDS ,而且也可能包含其他能够引起电压波动的负载。
注1 :例如,电压波动可能是由PDS 负载的频繁变化,或者异步电动机转差能量回收的次谐波引起的。电压波动也可能是由不同于基波频率或者主要谐波的频率时的间谐波引起的。这种发射一般是由交-交变频器或者电流源型逆变器产生的,见B.4.3 和B.6.20 IEC 61000-2-4 或IEC 61000-1-12 中给出的兼容性等级包括了间谐波.
注2: 电压波动取决于装备的阻抗和负载的工作周期。在某些应用中,用户可能会通过改变速度斜坡速率或者采用其他技术调整负载工作周期减小电压波动。
注3: 大多数的电压波动都视装备而定。因此,这种系统方面的电压波动应属于用户或安装者的责任范畴。考虑到所有设备的累积效应,电压变化不应超过在IEC 61000-2-4 中给出的兼容性等级。
6.2.4.2 低压PDS
如果PDS 是属于IEC 61000-3-3 范围内的一种设备,则该标准的要求适用。但是,如果在属于IEC61000-3-3 范围内的设备中包括有一个或多个PDS. 则该标准的要求适用于成套设备,而不适用于单个PDS
如果PDS 是属于IEC 61000-3-11 范围内的一种设备,则该标准的要求适用。但是,如果在属于IEC 61000-3-11 范围内的设备中包括有一个或多个PDS. 则该标准的要求适用于成套设备,而不适用于单个PDS
6.2.4.3 额定电压高于1000 v 的PDSGB/Z 17625. 5-2000 考虑到了PCC 负载侧的所有电路,适用于整体装备。通常,应用该报告可形成电力企业的地方性规则。与这些规则的符合性要求对受到所考虑的PDS 影响的整体装备的总波动发射进行评价。
注:大多数的电压波动都与装备有关。因此,这种系统方面的电压波动应属于用户或安装者的责任范畴。考虑到所有设备的累积效应,电压变化不应超过在IEC 61000-2-12 中给出的兼容性等级。
6.2.5 共模谐波发射(低频共模电压)
PDS 变流器的开关频率通常是在音频范围内,尤其是在电话和数据系统常用的频率范围内。为了避免对信号电缆产生串扰的危险,在安装说明书中应建议将电源接口电缆和信号电缆分隔开,或者规定可供选择的抑制方法。
6.3 与高频发射测量有关的条件
6.3.1 一般要求
6.3.1.1 通用条件
可预计,电压或电流的变化率是高频发射的主要原因。对于这种类型的发射,几乎都与PDS 的dv/dt 值相关,而且,可通过使PDS 的输出电流低于额定电流获得。因此,这些试验都是轻载试验。要以定义明确且可复现的方式,对存在的相关端口逐个进行这些试验。试验方法应符合6.2和6.4以及CISRP11 的第7条的要求,要特别注意对地连接。
负载应在制造商的规范范围内,实际负载应记录在试验报告中。
6.3. 1. 2 传导性发射
用以评价电源终端(电源端口)的高频骚扰电压发射的测量设备,在可适用的场合采用人工电源网
络(50Ω/50μH ,见CISPR 16-1 和CISPR 11). 或者在人工电源网络不适用的场合采用符合CISPR 16-1要求的电压探头。
现场测量电源骚扰电压时,在没有人工电源网络的情况下,应采用电压探头(见CISPR11的6.2.3) 。如果PDS 的输入电流大于100 A ,或者输入电压高于或等于500 V ,或者PDS 中包含电网换相变流器,同样可采用电压探头(见A.4.l.2) 。
6.3.1.3 辐射性发射
对于C1 类和C2 类设备,应在符合CISPR 16-1 要求的试验场地进行测量。
对于C3 类设备,应最好是在符合CISPR 16-1 要求的试验场地进行试验。但是,如果由于重量、尺寸或功率的实际原因证明这种试验是不可能的话,则可在某一不完全符合试验场地要求的场所进行试验。对于这一场所的应用,应在试验报告中说明其理由。
测量距离的选择应符合CISPR 11 中5.2.2 和7.2.3 的要求。
6.3.2 连接要求
如果是在试验场地对PDS 进行测量,则试验装置(包括电源电缆和控制电缆的长度和位置)应代表如制造商所定义的以及用户文件中所述的预期用途的特征(见4.3) 。在试验报告中应对试验装置加以说明。
如果是在现场对PDS 进行测量,则电缆和接地的配置应与此用途一致。
6.4 基本高频发射限值
6.4.1 C1 和C2 类设备
6.4.1.1 电源端口骚扰电压
表14中给出了电源、终端(电源端口)骚扰电压的限值。
6.4.1.2 过程测量与控制端口
如果过程测量与控制端口的预期用途是与现场总线连接,则该端口应符合相关标准对该现场总线的传导性发射要求。
如果过程测量与控制端口的预期用途是与公共电信网络连接,则该端口应被认为是一个电信端口。
CISPR 22 中的B 类传导性发射要求适用于该端口。
6.4.1.3 辐射机壳端口
表15中给出了电磁辐射骚扰(机壳端口,见3.3.4 中的定义和图2) 的限值。
6.4. 1. 4 电源接口的发射
对于打算在第一类环境中运行的PDS ,应采用下列可选方案中的一个方案保证发射的限值:
a) 如果相应电缆的长度小于21m ,或者如果使用屏蔽电缆,则无需对电源接口进行测量。在这种情况下,屏蔽应是高频特性的、在其整个长度上是连续的并且至少是通过360。端接法连接到CDM 和电动机上;
b) 应搜照CISPR 14 的要求测量BDM 中电源接口处的骚扰电压并施加表16 中给出的限值对发射进行检验;
c) 在所使用的抑制方法(例如共模抑制方法)不适于按照b) 项进行检验的场合,应在按6.4.1.1的要求测量电源终端骚扰电压的过程中,通过建立电源输入电缆与电动机电缆之间的精合,对抑制方法的有效性进行检验。
6.4.2 C3 类设备
6.4.2.1 信息要求
如果PDS 不满足C1 类和C2 类的限值,则应在使用说明书中包括一条警告信息,阐明:
一一这种类型PDS 的预期用途不是用于给民用设施供电的低压公共电网;
一一如果用于这样的一个电网,则预计会产生射频干扰。
制造商应提供安装与使用指南,其中包括推荐使用的抑制设备。
6.4.2.2 电源接口骚扰电压
表17 中给出了PDS 电源终端(电源端口)骚扰电压的限值。同样的限值适用于额定电压高于1000 V 的PDS 的低压电源端口。见D.2 。
6.4.2.3 过程测量与控制端口
如果过程测量与控制端口的预期用途是与现场总线连接,则该端口应符合相关标准对该现场总线的传导性发射要求。
如果过程测量与控制端口的预期用途是与公共电信网络连接,则该端口应被认为是一个电信端口。
CISPR 22 中的A 类传导性发射要求适用于该端口。
6.4.2.4 辐射机壳端口
表18 中给出了PDS 的电磁辐射骚扰(机壳端口,见3.3.4 中的定义和图2) 的限值。
6.4.2.5 电源接口
对于打算在第二类环境中运行的PDS ,在其安装与使用说明书中应包含4. 3 中所要求的有关电源接口安装所必需的所有信息。
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