变频器EMC相关知识

EMC代表“电磁兼容性”，根据EMC指令，它描述了“设备在电磁环境中正常工作的能力，而不会对环境中的其他设备造成不可容忍的干扰”。

在日益复杂的系统中，电力电子设备与微电子设备的结合使用日益增多，这意味着在确保复杂系统和设备正常运行时，电磁兼容性已成为一个极其重要的问题。

因此，在设备和系统的规划阶段就必须考虑到电磁兼容性问题。这包括定义EMC区域、确定要使用哪种类型的电缆以及这些电缆的布线方式，以及在适当的情况下提供滤波器和其他干扰抑制措施。

1、 欧盟规范

欧盟规范在欧盟官方期刊上公布，必须纳入欧盟成员国的国家立法，以促进欧洲经济区内的自由贸易和货物流动。因此，作为国家立法的一部分公布的欧盟规范及其执行构成了欧洲经济区内法律执行的基础。

已发布了两项有关调速低压驱动系统的欧盟标准：

•低压规范2006/95/EC（欧盟成员国电气设备法律法规）

•EMC规范2004/108/EC（欧盟成员国电磁兼容法律法规）

2、CE标志

CE标志是对所有要执行的EC规范的符合性声明。获得CE标志的责任由设备制造商或系统集成商承担。CE标志的先决条件是制造商的自我确认（或声明），表明所述装置符合所有适用的欧洲标准。此声明（工厂证书、制造商声明或符合性声明）必须仅包括欧盟官方期刊中列出的标准。

3、EMC规范

所有含有可能引起电磁干扰或其运行可能受此干扰影响的电气或电子设备和系统必须符合EMC规范的规定。变频器属于这一类别。

EMC规范的符合性可以通过相关EMC标准进行认证，因此产品标准优先于通用标准。对于变频器，必须适用调速电力驱动系统（power drive systems，简称PDS）的EMC产品标准EN 61800-3。如果变频器已集成在存在特定EMC产品标准的最终产品中，则最终产品必须满足此类产品的EMC产品标准。

如果变频器被视为整个系统或设备“部件”（与变压器，电机或控制器等相同），则系统CE标志的申请以表明符合EMC规范的责任不在驱动设备制造商。然而，此类“部件”的制造商有具体义务提供有关其电磁特性，使用和安装的完整信息。这意味着原始设备制造商或系统集成商对确保整个系统或设备的电磁兼容性负有唯一和最终责任。这种责任不能转移给“部件”的供应商。

4、EMC产品标准 EN 61800-3

变频器适用调速电驱动系统（Power Drive Systems，简称PDS）的EMC产品标准EN 61800-3。此标准不仅针对变频器本身，还涉及一个完整的变速驱动系统，该系统除变频器外，还包括电机和附加设备。

根据EMC产品标准EN 61800-3定义的安装和电驱动系统(PDS)

EMC产品标准使用以下术语:

•PDS=电驱动系统（包括变频器，电机和附加设备的完整驱动系统）

•CDM=完整驱动模块（完整的变频器设备，例如西门子G150变频柜）

•BDM=基本驱动模块（例如西门子G130变频装置）

EMC产品标准定义了在干扰情况下评估运行特性的标准，并根据应用环境条件定义了抗干扰性要求和干扰发射限值。根据安装位置，区分了“第一类”和“第二类”环境，如下图所示。“第一类”和“第二类”环境的定义：

•“第一类”环境

民用环境或驱动系统直接连接到公共低压电源而无需中间变压器的地点。

•“第二类”环境

非民用环境或通过隔离变压器从中压网络供电的工业环境。

EN 61800-3根据变速驱动器的安装位置和输出电流定义了四种不同的类别C1到C4：

• C1类别

额定电压<1000V，在“第一类”环境中使用不受限制的驱动系统。

• C2类别

额定电压<1000V，在“第二类”环境中的固定位置使用的驱动系统。如果驱动系统由有资质的专业人员安装和使用，则可在“第一”环境中使用。必须遵守制造商提供的警告和安装信息。

• C3类别

额定电压<1000V，在“第二类”环境中使用的不受限制的驱动系统。

• C4类别

额定电压≥1000V或额定电流≥400A，用于“第二”环境中的复杂系统的驱动系统。

根据EMC产品标准EN 61800-3的C1至C4类别概览

在“第一类”环境（即民用环境）中，允许的干扰等级较低。因此，设计用于“第一类”环境的设备必须具有低的干扰发射。但同时，它们只要求相对较低的抗干扰性。

在“第二类”环境中（即工业区），允许的干扰等级较高。为在“第二”环境中使用而设计的设备允许具有相对较高水平的干扰发射，但它们也要求具有较高水平的抗干扰性。

5、变频器的应用环境

C1类别：

一般没有此类变频器产品。

C2类别：

一般变频器设计用于“第二类”环境。然而在中性点接地的TN或TT电源系统中，通过安装辅助的进线滤波器（RFI抑制滤波器或EMC滤波器），还可以运行于根据EMC产品标准EN 61800-3定义的“第一类”环境C2类别。为了达到C2类别的要求，必须使用屏蔽电机电缆。

C3类别：

有部分变频器会标配符合EMC产品标准EN 61800-3定义的C3类别的进线或EMC滤波器（RFI抑制滤波器），适用于中性点接地的TN或TT电源系统。为达到符合C3类要求，必须使用屏蔽电机电缆。

C4类别：

变频器也可用于非接地(IT)电源系统。在这种情况下，对于集成C3级别滤波器的变频器，必须拆除连接滤波器电容和外壳的金属片以禁用该进线滤波器。如果没有拆除，变频器可能发生故障跳闸，或者滤波器可能过载甚至在发生故障时损坏。当作为标准集成的进线滤波器停用时，变频器仅符合C4类别要求。EMC产品标准EN 61800-3明确允许在复杂系统中使用IT供电系统，在这种情况下，设备制造商和设备运营商必须商定EMC计划，即采取定制的、特殊系统性措施以确保符合EMC要求。符合C4类别要求不再要求使用屏蔽电机电缆，但仍建议在变频器中未安装出线电抗器或输出滤波器的系统中使用屏蔽电机电缆，以降低电机中的轴承电流。

审核编辑：汤梓红