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電焊機(jī)電磁兼容性測試（在線交流:）

 

隨著工業(yè)化進(jìn)程的加快，*范圍內(nèi)出現(xiàn)了“能源危機(jī)”“資源危機(jī)”和“環(huán)境危機(jī)”。傳統(tǒng)的“環(huán)境保護(hù)”的治理對象是“廢氣”“廢水”“廢渣”和“噪聲”四大污染源。隨著電力電子設(shè)備在機(jī)械加工等工業(yè)中的普遍采用，清潔電網(wǎng)和電磁空間也成為環(huán)境保護(hù)的重要內(nèi)容。“電磁污染”已經(jīng)繼“水、氣、渣、聲”之后被確定為第五大環(huán)境污染源。

電磁環(huán)境問題日益突出，引起世界各工業(yè)發(fā)達(dá)國家的重視。1989年歐共體頒布了89/336/eec指令，明確規(guī)定自1996年1月1日起，所有電子、電器產(chǎn)品須通過emc檢測方可進(jìn)入歐洲市場；否則，將禁止其在歐共體市場銷售。該指令歷經(jīng)91/263/eec、92/31/eec、93/68/eec、93/97/eec四次修訂，形成了1997年版本的“電磁兼容指令應(yīng)用指南”，對歐共體各成員國和其它發(fā)達(dá)*的電磁兼容性工作產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。2002年歐盟又提出要對89/336/eec指令做進(jìn)一步修訂，以進(jìn)一步提高出口到歐洲市場的電氣電子產(chǎn)品準(zhǔn)入要求，引起了世界各國的廣泛關(guān)注。我國*也組織專家對歐盟指令修正案進(jìn)行了評估，并于2004年4月派代表團(tuán)出席歐盟會議，直接反映了我國意見。

自進(jìn)入wto以來，為了提高我國電氣電子產(chǎn)品的安全性和可靠性，我國也將產(chǎn)品的電磁兼容性要求納入到國家強(qiáng)制性產(chǎn)品認(rèn)證范圍，明確規(guī)定自2005年5月1日起凡列入國家強(qiáng)制性產(chǎn)品認(rèn)證目錄的產(chǎn)品未經(jīng)認(rèn)證不等生產(chǎn)、進(jìn)口和銷售，電焊機(jī)的電磁兼容性問題由于技術(shù)原因和我國電焊機(jī)行業(yè)現(xiàn)狀暫時未納入強(qiáng)制認(rèn)證產(chǎn)品目錄。

為了盡快與接軌，國家電焊機(jī)質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心和北京工業(yè)大學(xué)正在聯(lián)合進(jìn)行我國電焊機(jī)電磁兼容性水平摸底測試和電焊機(jī)電磁兼容性標(biāo)準(zhǔn)iec 60974-10的國家標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)化工作，預(yù)計(jì)將在兩年內(nèi)出臺我國的電焊機(jī)電磁兼容性檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)。

本文就電焊機(jī)存在的主要電磁兼容性問題、電焊機(jī)的電磁兼容性標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展及標(biāo)準(zhǔn)的主要測試內(nèi)容做一簡要介紹。

1. 電焊機(jī)主要的電磁兼容性問題

 

電磁兼容性（electromagnetic compatibility）是指設(shè)備或系統(tǒng)在其電磁環(huán)境中能正常工作，且不對該環(huán)境中的任何事物構(gòu)成不能承受的電磁騷擾的能力。這意味著：首先設(shè)備要有一定的抗電磁*力，設(shè)備中自身產(chǎn)生的電磁騷擾也應(yīng)抑制在一定水平。它包括兩個方面：電磁干擾（簡稱emi）和電磁敏感性（簡稱ems）。電磁干擾是由干擾源、耦合通道和敏感設(shè)備三個要素構(gòu)成，根據(jù)傳播途徑的不同又可分為輻射干擾和傳導(dǎo)干擾。電磁敏感性也可分為輻射敏感度和傳導(dǎo)敏感度。

電焊機(jī)在電磁兼容領(lǐng)域主要被認(rèn)為是一個強(qiáng)的電磁干擾源，但隨著單片機(jī)和數(shù)字信號處理器芯片在電焊機(jī)領(lǐng)域的應(yīng)用，電焊機(jī)的電磁敏感性即電焊機(jī)的抗擾性問題也越來越突出。

1.1 電焊機(jī)產(chǎn)生的電磁騷擾

弧焊設(shè)備工作時必然要產(chǎn)生具有很強(qiáng)的電磁干擾電弧，但是由于焊接電弧是一種廣譜的電磁發(fā)射，目前還沒有一個統(tǒng)一的測量標(biāo)準(zhǔn)，所以考察這類設(shè)備的電磁兼容性問題時應(yīng)只考慮設(shè)備本身，而不考慮電弧發(fā)出的電磁騷擾。電焊機(jī)典型的電磁騷擾如下： 1.1.1 輸入電流諧波

輸入電流諧波產(chǎn)生的主要原因是電源電路的非線性。對于弧焊變壓器來說，主要是由于弧焊變壓器的非線性造成的；對于弧焊整流器和弧焊逆變器來說，主要是由于電路結(jié)構(gòu)及工作方式導(dǎo)致不連續(xù)的從電網(wǎng)吸取能量造成。

逆變焊接電源對電網(wǎng)來說，本質(zhì)上是一個大的整流電源，逆變電源為保證功率變換器輸入電壓的穩(wěn)定，一般在整流橋后接有幾百到幾千微法的電解電容，在這種大的容性負(fù)載下，輸入電流是一種尖角波。逆變電源的輸入級一般采用單相或三相不可控整流加電容濾波，輸入電流波形在一個供電周期內(nèi)是2個（單相）或4個（三相）尖角波。使電網(wǎng)中含有大量高次諧波。高次電壓、電流諧波之間存在嚴(yán)重相移，導(dǎo)致焊機(jī)的功率因數(shù)很低。

1.1.2 傳導(dǎo)型電磁騷擾

大功率弧焊逆變器工作時功率器件開關(guān)電路寄生參數(shù)引起的電路寄生振蕩，是電磁騷擾產(chǎn)生的重要原因。在硬開關(guān)電路中，開關(guān)管關(guān)斷時，變壓器的漏感所產(chǎn)生的反電勢會使開關(guān)管的集射極之間出現(xiàn)電壓振蕩。這種電壓突變會產(chǎn)生與變壓器一次側(cè)接通時一樣的磁化沖擊電流瞬變，產(chǎn)生傳導(dǎo)型電磁騷擾，通過電源線傳導(dǎo)返回到配電系統(tǒng)，造成電網(wǎng)的電磁干擾。騷擾水平一般采用電源端子騷擾電壓度量。

1.1.3 輻射型電磁騷擾

目前逆變焊機(jī)多采用硬開關(guān)方式，作為一種高頻開關(guān)電源，在功率元件開關(guān)過程中不可避免的產(chǎn)生電磁騷擾，低于30mhz的主要以傳導(dǎo)形式返回電網(wǎng)，而高于30mhz的電磁騷擾，大多數(shù)沿著電源線向外輻射，另外也會通過機(jī)箱表面向外輻射。1ghz以下的輻射騷擾一般采用輻射場強(qiáng)來度量；1ghz以上的輻射騷擾一般采用輻射功率來度量。

1.2 電焊機(jī)的抗擾性

隨著電焊機(jī)從機(jī)械控制、電磁控制發(fā)展到電子控制，電焊機(jī)已經(jīng)從傳統(tǒng)的機(jī)電產(chǎn)品轉(zhuǎn)變?yōu)楝F(xiàn)代的電子產(chǎn)品，特別是近幾年來，單片機(jī)和dsp芯片在電焊機(jī)控制系統(tǒng)的大量采用，電焊機(jī)除了保證良好的焊接性能外，還必須保證在外界干擾存在時可靠工作。電焊機(jī)必須具備如下幾種干擾的抵抗能力。

1.2.1 靜電放電

由于靜電的存在，使用半導(dǎo)體器件的時候，有可能導(dǎo)致數(shù)字半導(dǎo)體器件的擊穿。靜電放電及其造成的電磁場變化，也可能使電子設(shè)備產(chǎn)生誤動作。

1.2.2 電快速瞬變脈沖群

電網(wǎng)中機(jī)械開關(guān)斷開感性負(fù)載，經(jīng)常會對同一網(wǎng)路的其他電氣和電子設(shè)備造成干擾。這種干擾的特點(diǎn)是：脈沖成群出現(xiàn)、脈沖重復(fù)頻率較高、但單個脈沖能量較小，雖然不會造成設(shè)備故障，但容易產(chǎn)生誤動作。此項(xiàng)試驗(yàn)主要模擬電網(wǎng)中機(jī)械開關(guān)斷開感性負(fù)載時引起的干擾。

1.2.3 射頻輻射電磁場

射頻輻射電磁場干擾是人們zui早考慮的電磁干擾，剛開始時是為了保證通信和廣播的接受效果。真正把射頻輻射電磁場作為對電子設(shè)備抗擾性的考核是在1984年出版的iec801-3標(biāo)準(zhǔn)中，目前測試頻率規(guī)定為80～1000mhz，并且采用調(diào)制深度80%的1khz調(diào)幅，主要考核焊接設(shè)備在強(qiáng)的模擬的變化電磁場中能否正常工作。

1.2.4 電壓跌落與瞬時中斷

此項(xiàng)試驗(yàn)主要模擬可能是高壓、中壓和低壓電網(wǎng)中負(fù)荷突然改變，或者是短路、接地故障等造成的電壓跌落或瞬時中斷，這在電焊機(jī)的工作環(huán)境中較為常見，要求電焊機(jī)不能損壞并在電網(wǎng)恢復(fù)正常時能按照正確的方式啟動工作。

2. 電焊機(jī)的電磁兼容性標(biāo)準(zhǔn)

電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)體系分為基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)、通用標(biāo)準(zhǔn)、產(chǎn)品族標(biāo)準(zhǔn)和產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)。電焊機(jī)的電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)屬于產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)。自1996年1月1日起，進(jìn)入歐盟的電焊機(jī)產(chǎn)品必須符合en50199-1995電磁兼容性標(biāo)準(zhǔn)。而自2004年1月1日起，歐盟以en60974-10（2003版）代替en50199-1995，en60974-10等同于電工委員會的iec60974-10（2002版）。