【解决方案】针对EMC噪声的早期对策

来源：HIOKI日置

2024-04-03 14:06:01

谐波和电压波动/ 闪变测试是电气产品所要求的IEC 标准中被称为电能质量低频辐射的EMC 测试的一部分。近年来，不仅是功率调节器，普通家用变频产品的高频噪声也被认为是电能质量的问题。

本应用案例介绍了如何将功率分析仪PW8001 活用于噪声对策，进行符合IEC 标准的谐波和电压波动/ 闪变等低频辐射的测量，以及高频噪声的测量方法。

IEC 谐波、电压波动

闪变测试是什么

在谐波测试中会测量设备电流消耗波形的畸变分量。谐波电流会导致设备的误动作或故障，并增加功率系统中的无功功率，因此，测试标准规定了对于谐波电流的限值。

电压波动/ 闪变测试是针对电源电压波动和照明闪烁(闪变)的测试。当电源电压因电气产品的消耗电流变化而波动时，就会出现照明闪烁。闪变是一种健康危害，会给人带来不适，因此测试标准规定了电压波动/ 闪变的限值。

谐波和电压波动

闪变测试的IEC 标准

每个测试对象都有自己的测试条件和确定限值的标准，测试必须参照最新的测试标准。此外，用于测试的测量设备也必须符合测量标准。功率分析仪 PW8001 是一款符合IEC 谐波和电压波动/ 闪烁测试标准的功率分析仪。

谐波测试标准

IEC61000-3-2：每相额定电流小于等于16A 的设备的测试

IEC61000-3-12 ：每相额定电流大于16A 小于等于75A 的设备的测试

测试标准所要求的，并且PW8001符合的测量标准：IEC 61000-4-7: 2002+A1: 2008

谐波次数: 0 次～ 200 次

间谐波次数: 0.5 次～ 200.5 次

电压波动/ 闪变测试标准

IEC61000-3-3：每相额定电流小于等于16A 的设备

IEC61000-3-11：每相额定电流大于16A 小于75A 的设备

测试标准所要求的、并且PW8001 符合的测量标准：IEC 61000-4-15: 2010

精度：

Pst ±5% (Pst = 0.2 ～ 5), dc,dmax: ±4%(dmax=4% 时)

进行限值判定的评估系统

图1 显示了谐波、电压波动/ 闪变测试系统的框图。IEC 谐波及电压波动/ 闪变的测试标准使用带有交流电源RIN(Reference Impedance Network) 的测试系统。功率分析仪对测量对象的电源电压和电流进行测量，并输出基于测量标准的测量结果。电流测量使用电流传感器。如此，无需为测量电流而布设电源配线，可减轻配线和仪器损耗的影响，在接近实际工作环境的配线状态下进行测量。

图1：谐波、电压波动/ 闪变测试系统

电源噪声带来的问题

谐波和电压波动/ 闪烁测试是针对低频辐射的测试。但是，在一些使用变频器的环境中，在极少数情况下，变频器设备的开关噪声会产生意想不到的高电平，从而导致周围设备出现故障(*1)。为了预防电源噪声引起的问题，对谐波和电压波动采取措施，在设备开发的初期阶段就确认噪声是比较有效的。此外，在早期对噪声问题采取行动，对于避免致命的开发延误也很重要。

*1) 参考文献：

西岛健一：“开关电源中安装的 EMC 滤波器的传导 EMI 噪声降低效果的相关研究”，《日本电力电子学会杂志》 Vol.45

HIOKI 的测量解决方案

HIOKI 功率分析仪 PW8001 的升级固件2.0 版本除了IEC 谐波和电压波动/ 闪变测量之外，还包括功率谱分析 (PSA) 功能。

进行限值判定的标准测试的情况下，必须使用专用的测试系统，即使是在开发初期的评估中，也可以通过检查谐波和电压波动来确定趋势，以便尽早采取措施。例如，如果在改变电源电路设计后发现谐波电流增加，那么可以预见 EMC 测试中会有超过限值的可能，因此就可以在早期确定是否需要采取降噪措施。