大型数控中心电磁兼容测试和设计_图文

1、数控设备的电磁兼容要求青岛亿迈斯电子科技公司是国内北方地区首家为电子企业提供实用和全方位工程电磁兼容(EMC和安规技术咨询服务的专业公司客服客服：Lily wang主要内容1、前言2、欧盟电磁兼容指令3、欧盟电磁兼容标准及测试4、电磁兼容项目管理5、数控系统和PCB 电磁兼容设计前言什么是电磁兼容什么是CE新指令的实施（要求越来越严）电磁干扰的危害高档数控系统可靠性研究：“数控机床将机床、电力、电子、计算机、检测技术等融为一体，使系统更加复杂，电磁环境和电磁干扰问题也更加严重。电磁干扰已成为电子控制设备能否可靠稳定运行的关键技术之一。”国产数控系统可靠性弱的原因：1、机电元件及电缆2、电源3、

2、CNC 安装使用不当什么是CELVD MSDEMC符合性声明CE +CE CE新指令对于工业设备的要求 第1部分部分：欧盟电磁兼容指令什么是电磁兼容(EMC?EMC = E lectro m agnetic C ompatibility ompatibility（电磁兼容电磁兼容）定义电磁兼容(EMC，根据电磁兼容指令89/336/EEC: 装置、设备单元或系统在其电磁环境中能够正常工作（抗扰度）并且不对该环境中的任何事物构成不能承受的电磁骚扰（发射）的能力电磁干扰(EMI，electromagnetic interference: 由电磁骚扰引起的设备、传输通道或系统的性能降级电磁敏感度(E

3、MS ，electromagnetic susceptibility: 在存在电磁骚扰的情况下，装置、设备或系统不能避免性能降级的特性 电磁干扰现象举例 受干扰设备 电磁干扰现象举例(续 图正常的电视信号图受电机干扰的电视信号图受计算机干扰的电视信号图受温控器干扰的电视信号电磁兼容指令2004/108/EC电磁兼容指令2004/108/EC EMC 指令的主要目的保证设备在欧盟地区自由流通建立一个可接受的电磁环境保证设备产生的骚扰不会影响其他设备的正常工作；保证设备对电磁骚扰有足够的抗扰能力。电磁兼容指令2004/108/ECEMC 指令的适用范围定义装备(equipment:指任何设备(ap

4、paratus和固定安装的成套设备(fixed installations;设备(apparatus:-完整的器具或其组合器具（包括器件(components, 组件(sub-assemblies和可移动的成套设备(mobile installations-单一的功能单元;-投放到流通市场；-由最终的用户使用；-可能产生电磁骚扰或可能受到骚扰的影响。固定成套设备(fixed installations:-几种设备(apparatus的特定组合（可能包含其他装置）；-永久的安装在一特定地点使用。设备类范围电磁兼容指令2004/108/EC家用电器，电动工具及类似设备照明设备，工业、科学和医疗设备

5、信息技术设备，广播和电视发射机，等等.固定成套设备类范围电磁兼容指令2004/108/EC几种设备及其他装置的特定组合；永久地安装于预订场所使用；包括家用、商用和工业用成套设备；例：工厂，发电厂，电网，电信网，有线电视网，计算机网，机场行李处理成套设备，机场跑到照明成套设备，风力涡轮机站，汽车组装厂等；大型工业生产线；注意：大型机器通常属于设备(apparatus的范畴。设备(apparatus的符合性评定电磁兼容指令2004/108/EC设备EMC 评定无协调标准(技术上的EMC 评定 部分使用协调标准(综合EMC 评定 EMC 协调标准符合EMC 协调标准的证据符合EMC 协调标准的证据技

6、术文件选择NBDOC 、CE 标志符合性判断的合理性符合性判断的合理性标志及信息电磁兼容指令2004/108/EC CE 标志高度至少5mm ，按比例等比缩放按比例等比缩放！第二部分第二部分：数控设备EMC 标准简介欧洲主要的EMC 标准具体产品标准基础抗扰度标准基础EMC 标准基础发射标准通用抗扰度标准通用标准通用发射标准B 类：商业住宅轻工业A 类:工业产品标准B 类：商业住宅轻工业A 类:工业基础标准EN 61000-4-3 射频电磁场辐射抗扰度EN 61000-4-4 电快速瞬变脉冲群抗扰度EN 61000-4-2 静电放电抗扰度EN 61000-4-5 浪涌EN 61000-4-6

7、射频传导骚扰EN 61000-4-8 工频磁场EN 61000-4-11 电压暂降、短时中断和电压变化抗扰度通用标准EN 61000-6-1: 居住、商业及轻工业环境中使用设备的电磁抗扰度要求EN 61000-6-2: 工业环境中使用设备的抗扰度要求EN 61000-6-3: 居住、商业及轻工业环境中使用设备的电磁发射要求EN 61000-6-4: 工业环境中使用设备的电磁发射要求产品类标准EN 55014-1,2 家用电器、电动工具和类似装置EN 55011 ISM设备EN 55013 广播接收机及相关设备EN 55015 电气照明设备EN 55020 广播接收机和相关抗扰度EN 55022

8、 信息设备EN 55024 信息设备抗扰度居住居住、商业及轻工业环境使用产品的EMC 标准EN 61000-6-3: 电磁兼容第6-3部分：通用标准居住、商业及轻工业环境中使用设备的电磁发射要求（测试项目：传导骚扰，辐射骚扰，谐波电流发射，电压波动和闪烁）EN 61000-6-1: 电磁兼容第6-1部分：通用标准居住、商业及轻工业环境中使用设备的电磁抗扰度要求（测试项目：静电放电，射频辐射抗扰度，电快速瞬变脉冲群，浪涌，射频传导抗扰度，工频磁场，电压跌落与暂降）工业环境使用产品的EMC 标准EN 61000-6-2: 电磁兼容第6-2部分：通用标准工业环境中使用设备的抗扰度要求（测试项目：静电

9、放电，射频辐射抗扰度，电快速瞬变脉冲群，浪涌，射频传导抗扰度，工频磁场，电压跌落与暂降）EN 61000-6-4: 电磁兼容第6-4部分：通用标准工业环境中使用设备的电磁发射要求（测试项目：传导骚扰，辐射骚扰）第三部分第三部分：EMC 现场测试设备及场地（数控设备数控设备）常见的大型工业设备数控机床、加工中心大型工业机器、工业加工设备电气控制柜等大型的电气控制设备电梯、自动扶梯大型的空调设备、冷水机组挖土机、掘路机等大型施工机械为什么需要现场测试被测设备的体积太大，不能在实验室进行测试的；被测设备的额定电流太大，实验室的电源不能满足被测设备要求的；受被测设备的辅助设备安装限制的； EMC 主要

10、测试设备及场地EMI EMI接收机接收机接收机： EMC 主要测试设备及场地人工电源网络人工电源网络： EMC 主要测试设备及场地 环型电场天线（9kHz 30MHz ）及其天线系数双锥天线（30MHz 300MHz ）及其天线系数 对数周期天线（80MHz 1000MHz ）及其天线系数喇叭天线（200MHz 40GHz ）及其天线系数传导骚扰测试测量原理：测量EUT 注入公用低电压网络的电压干扰值，频率范围9kHz-30MHz 测量设备：（EMI 接收机，人工电源网络）分别满足CISPR 16-1的要求。 辐射发射测试测量原理：测量EUT 通过空间辐射的能量，频率范围30MHz-1GHz

11、测量设备：（EMI 接收机，人工电源网络）分别满足CISPR 16-1的要求。 图辐射发射测试布置图谐波电流发射测试测试目的：对注入公共供电系统中谐波电流的限制谐波电流的影响三相供电系统中中线的过热；相角调整电容的过早损坏；变压器中过大的热损耗；带有调光器的照明设备可能会受到谐波的影响；耦合到通讯电缆中的谐波会引起噪音等。谐波电流发射测试 输入电流谐波电压波动测试电压波动 电压闪烁测试电压闪烁(P st=1 静电放电抗扰度试验试验目的：模拟人体通过手指放电（直接或通过钥匙或其它导体）的产生的效应。标准同时考虑了直接放电（对受影响设备直接放电构成的直接影响）和间接放电（对受影响设备附近设备放电而

12、构成的间接影响）。 射频辐射抗扰度试验模拟现象：评估电子电气设备受到高频电磁场影响时的性能一些典型的辐射源：移动电话，无绳电话，步话机，广播和电视发射台，其它工业发射源（例如：电焊机） 电快速瞬变脉冲群抗扰度试验模拟现象及特点：模拟继电器、接触器等感性负载断开时产生的瞬态干扰；特点：能量低，频谱宽 电快速瞬变脉冲群抗扰度试验(续 电快速瞬变脉冲群概略图示 单个脉冲的波形图归一化电压双指数脉冲 图接50负载时单个脉冲的波形浪涌抗扰度试验模拟现象及特点：模拟雷击或开关操作（例如电容器组的切换、晶闸管的通断等）所产生的单向浪涌；特点：能量大，经常会导致电子电气设备的损坏。射频传导抗扰度试验模拟现象及特点：模拟有意射频发射设备（例如广播和电视发射台、步话机等）感应的传导射频骚扰对设备构成的影响；使用传导试验方法来代替辐射试验方法，后者在实际中由于设备限制而不容易实现。 电压跌落和暂降及电压变化抗扰度试验模拟