典型问题七 -EMC安装总结I

1     综述

在前几期里介绍了驱动系统的基本概念并以现场case作为案例给大家介绍了有关驱动系统常见的一些问题。在这一期推文中将给大家介绍有关于EMC安装的相关议题。

2     EMC的安装

2.1  变频器柜内的区域概念

在变频器柜内实现抑制干扰最有效的方法就是干扰源与潜在受扰设备之间相互分开独立安装。在规划初期必须考虑。

变频柜/驱动系统分为不同的EMC区域

在每个区域内，必须使干扰发射和干扰抑制达到相关要求。不同区域之间必须是电磁解耦合的。将在如下几个方面需要考虑：

a. 区域之间不能紧邻，最小间隔不低于 25cm。对于需要紧凑设计的场合比较好的方法是采用最大接触面的隔离金属框架或隔离板。

b. 连接不同区域的电缆必须隔离，不允许在同一电缆槽内走线。

c. 必要情况下，区域间的接口应采用滤波器或解耦合模块。带电气隔离的解耦合模块是一种非常有效的防止干扰在区域间传递的方式。

d. 柜间的所有通讯与信号电缆必须是屏蔽的。

e. 对于较长的信号传输电缆，必须采用隔离放大器。

f. 必须留有足够的空间用于连接电缆屏蔽层，电缆屏蔽层必须具有良好的导电性和较大接触面并连接至柜体接地。

2.2  变频器柜体结构

a. 变频器柜所有金属组件（侧板，背板，顶板及底板）必须通过较大接触面或多点螺栓连接（也就是法拉第笼）形成优良电导率连接至柜体框架。

b. 除保护性接地外，通过适用于高频干扰电流的低阻抗将柜体框架多点连接至基础接地网（网状接地网络）。

c. 柜门必须通过具有优良电导率的较短的扁平编织电缆进行连接，理想的连接位置为顶部，中部和底部。

d. PE 母排和 EMC 屏蔽母排必须通过具有优良电导率的较大接触面连接至柜体框架。

e. 柜内所有变频器及其辅助组件（装置型，进线滤波器，控制单元，I/O 模块或传感器模块）的金属机壳必须通过具有优良电导率的较大接触面连接至柜体框架。较好的选择就是将设备与辅助组件安装在具有良好电导率的裸露金属安装底板上。此时，安装底板必须通过具有优良电导率的较大接触面连接至 PE 和 EMC 屏蔽母排。对于水冷系统，循环冷却单元的所有金属管道和金属组件通过优良电导率的导体连接至柜体框架和 PE 母排。

f. 所有连接需紧固连接。在涂层或电镀处理的金属组件上的螺栓连接必须通过特殊接触垫片以刺穿绝缘涂层或通过移除接触点上的绝缘表面使之具有良好的金属接触。

g. 接触器线圈，继电器，电磁阀以及电机抱闸装置必须安装干扰抑制器（RC 吸收电路，交流线圈采用的吸收电阻以及直流线圈采用的续流二极管），当触点打开时以减小高频辐射。

2.3   频器柜内的电缆

a. 驱动器中的所有动力电缆（进线供电电缆，直流母线电缆，制动单元与制动电阻间的电缆以及电机电缆）必须与信号和数据电缆独立走线。最小距离不低于 25cm。在空间距离不够情况下，在变频器柜内可采用具有优良电导率的隔板连接安装背板以实现解耦。

b. 对于较低干扰等级并经过滤波的进线供电电缆（即供电系统与进线滤波器之间的电缆）必须与具有较高干扰等级的非滤波处理的动力电缆（滤波器与整流器之间的进线电缆，直流母线电缆，制动单元与制动电阻间的电缆以及电机电缆）分开独立走线。

滤波器前后的电缆走线

c. 信号和数据电缆以及滤波后的进线供电电缆与非滤波动力电缆垂直走线以尽量减小耦合干扰。

d. 电缆长度最小化（避免采用多余长度的电缆）。

e. 所有电缆必须尽可能靠近接地的机壳组件，诸如安装板或柜体框架。通过这种方式可大大减小辐射干扰和耦合干扰。

f. 信号与数据电缆连同相关的等电位连接电缆，须尽可能短距离并行走线。

g. 在同一区域内采用非屏蔽单芯电缆时，进线和出线须尽可能短距离并行走线或双绞走线。

h. 信号与数据电缆中的备用线必须双端接地以形成附加的屏蔽效果。

j. 信号与数据电缆应仅在一点进入柜体（比如，从柜底进出）。

2.4  变频器柜外电缆

a. 所有动力电缆（进线供电电缆，直流母线电缆，制动单元与制动电阻之间的电缆及电机电缆）必须与信号电缆分开走线。其间隔不低于 25cm。

b. 变频器与电机之间的动力线必须采用屏蔽电缆，以满足 EN 61800-3 所规定的 C2/C3 类别的电磁兼容性。对于更高功率输出的情况，可能的话最好采用带有 3 相电缆对称配置的电缆。带有对称配置的 3 芯相线 L1，L2 及 L3，内置对称 3 芯 PE 线的电缆是理想选择。

c.屏蔽的动力电缆必须与电机温度传感器（PTC/KTY）以及编码器的信号电缆分开走线。

d.信号与数据必须采用屏蔽电缆传输，以有效抑制容性耦合，感性耦合以及辐射耦合的干扰。

e.特别是易受干扰的信号电缆，比如给定与实际值电缆，诸如测速发电机，编码器及旋转变压器等必须采用通过双端可靠屏蔽接地，且屏蔽层不能中断。