電焊機(jī)電磁兼容性測(cè)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(duì)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(wèn)題日益突出，引起世界各工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)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(guò)emc檢測(cè)方可進(jìn)入歐洲市場(chǎng)；否則，將禁止其在歐共體市場(chǎng)銷(xiāo)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(duì)歐共體各成員國(guó)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(duì)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(chǎng)的電氣電子產(chǎn)品準(zhǔn)入要求，引起了世界各國(guó)的廣泛關(guān)注。我國(guó)*也組織專(zhuān)家對(duì)歐盟指令修正案進(jìn)行了評(píng)估，并于2004年4月派代表團(tuán)出席歐盟會(huì)議，直接反映了我國(guó)意見(jiàn)。

自進(jìn)入wto以來(lái)，為了提高我國(guó)電氣電子產(chǎn)品的安全性和可靠性，我國(guó)也將產(chǎn)品的電磁兼容性要求納入到國(guó)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(guó)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(xiāo)售，電焊機(jī)的電磁兼容性問(wèn)題由于技術(shù)原因和我國(guó)電焊機(jī)行業(yè)現(xiàn)狀暫時(shí)未納入強(qiáng)制認(rèn)證產(chǎn)品目錄。

為了盡快與接軌，國(guó)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(guó)電焊機(jī)電磁兼容性水平摸底測(cè)試和電焊機(jī)電磁兼容性標(biāo)準(zhǔn)iec 60974-10的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)化工作，預(yù)計(jì)將在兩年內(nèi)出臺(tái)我國(guó)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(wèn)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(cè)試內(nèi)容做一簡(jiǎn)要介紹。

1. 電焊機(jī)主要的電磁兼容性問(wèn)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(duì)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(gè)方面：電磁干擾（簡(jiǎn)稱(chēng)emi）和電磁敏感性（簡(jiǎn)稱(chēng)ems）。電磁干擾是由干擾源、耦合通道和敏感設(shè)備三個(gè)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(gè)強(qiáng)的電磁干擾源，但隨著單片機(jī)和數(shù)字信號(hào)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(wèn)題也越來(lái)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(shí)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(méi)有一個(gè)統(tǒng)一的測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)，所以考察這類(lèi)設(shè)備的電磁兼容性問(wèn)題時(shí)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(duì)于弧焊變壓器來(lái)說(shuō)，主要是由于弧焊變壓器的非線性造成的；對(duì)于弧焊整流器和弧焊逆變器來(lái)說(shuō)，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(duì)電網(wǎng)來(lái)說(shuō)，本質(zhì)上是一個(gè)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(jí)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(gè)供電周期內(nèi)是2個(gè)（單相）或4個(gè)（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(shí)功率器件開(kāi)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(kāi)關(guān)電路中，開(kāi)關(guān)管關(guān)斷時(shí)，變壓器的漏感所產(chǎn)生的反電勢(shì)會(huì)使開(kāi)關(guān)管的集射極之間出現(xiàn)電壓振蕩。這種電壓突變會(huì)產(chǎn)生與變壓器一次側(cè)接通時(shí)一樣的磁化沖擊電流瞬變，產(chǎn)生傳導(dǎo)型電磁騷擾，通過(guò)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(kāi)關(guān)方式，作為一種高頻開(kāi)關(guān)電源，在功率元件開(kāi)關(guān)過(guò)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(huì)通過(guò)機(jī)箱表面向外輻射。1ghz以下的輻射騷擾一般采用輻射場(chǎng)強(qiáng)來(lái)度量；1ghz以上的輻射騷擾一般采用輻射功率來(lái)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(lái)，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(shí)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(shí)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(chǎng)變化，也可能使電子設(shè)備產(chǎn)生誤動(dòng)作。

1.2.2 電快速瞬變脈沖群

電網(wǎng)中機(jī)械開(kāi)關(guān)斷開(kāi)感性負(fù)載，經(jīng)常會(huì)對(duì)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(gè)脈沖能量較小，雖然不會(huì)造成設(shè)備故障，但容易產(chǎn)生誤動(dòng)作。此項(xiàng)試驗(yàn)主要模擬電網(wǎng)中機(jī)械開(kāi)關(guān)斷開(kāi)感性負(fù)載時(shí)引起的干擾。

1.2.3 射頻輻射電磁場(chǎng)

射頻輻射電磁場(chǎng)干擾是人們zui早考慮的電磁干擾，剛開(kāi)始時(shí)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(chǎng)作為對(duì)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(cè)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(chǎng)中能否正常工作。

1.2.4 電壓跌落與瞬時(shí)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(shí)中斷，這在電焊機(jī)的工作環(huán)境中較為常見(jiàn)，要求電焊機(jī)不能損壞并在電網(wǎng)恢復(fù)正常時(shí)能按照正確的方式啟動(dòng)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(huì)的iec60974-10（2002版）。