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电气工厂|聊聊EMC的那些事儿

文章出处:爱购四方    责任编辑:zhou 发布时间:2018-11-16
爱购四方拥有4000平米的电气工厂,厂房配备有专业的自动化加工区、低压传动加工区、操作箱台加工区等空间,可以进行各种PLC控制柜、变频柜、直流调速柜、GGD、MNS、GHK、威图柜等低压配电柜及操作台、控制柜、操作箱的生产。电气工厂拥有强大的产品、系统解决方案以及一流工程项目设计、服务、柜体成套等一体化服务,是通过ISO9001及3C认证的专业工厂。在迈向数字化工厂的建设中,爱购四方电气工厂积累了众多优秀产品及项目案例,我们会在今后的推送中与大家分享。

研究表明,在距离设备1.5米内的无屏蔽范围内使用发射功率超过1W的移动无线电装置,就会干扰设备的正常运行。设备运行中产生的电场、磁场和电磁场可能会对设备附近的人员,特别是对带有心脏起搏器、医疗植入体或其他金属物的人员造成危险。


爱购四方电气工厂近期为某用户设计生产EMC需求的PLC机柜,为这批机柜制定了专门的设计及生产测试方案。那么,什么是EMC呢?EMC机柜与普通机柜有什么区别?

EMC,Electro Magnetic Compatibility,也叫电磁兼容性,是指设备或系统在其电磁环境中符合要求运行并不对其环境中的任何设备产生无法忍受的电磁干扰的能力。因此,EMC包括两个方面的要求:一方面是指设备在正常运行过程中对所在环境产生的电磁干扰不能超过一定的限值;另一方面是指设备对所在环境中存在的电磁干扰具有一定程度的抗扰度,即电磁敏感性。
国际电工委员会(IEC)对EMC的定义是:指在不损害信号所含信息的条件下,信号和干扰能够共存。研究电磁兼容的目的是为了保证电器组件或装置在电磁环境中能够具有正常工作的能力,以及研究电磁波对社会生产活动和人体健康造成危害的机理和预防措施。
对于EMC系统集成,首先要选用经过EMC认证的器件,例如Rittal有EMC认证的柜体及柜体附件,西门子有EMC认证的器件,爱购四方的有EMC认证的器件等等。但是仅仅选用符合EMC要求或者有EMC认证的器件并不能保证做成的机柜就可以通过EMC测试。EMC系统集成是一个系统工程,需要细致的规划设计验证。

理论上著名的法拉第笼(Faraday cage)可以有效地解决电磁兼容性问题,但现实中作为一个系统,一定是有输入有输出,系统内部还会产生各种干扰,因此,理想的法拉第笼并不现实,不能够直接作为EMC系统集成的解决方案。

基于法拉第笼,解决EMC机柜系统集成问题可以从机柜的输入、输出、机柜内部的布局以及机柜壳体的处理上入手。下面举几个简单的例子。

机柜外壳上难免要有通风孔、视窗、操作单元等。这些开孔处理不当非常可能会造成漂移的电磁场进入机柜内,造成意想不到的后果,或者使机柜内的电磁辐射泄露,造成对机柜外设施或人员的意外影响。一般要求开孔尺寸应该小于干扰频率波长的1/20,如果开孔过大,必须使用金属护盖盖住,而且护盖必须具有良好的导电性并与机柜板相连接。爱购四方内部要求在出厂测试时,必须要对接地连续性进行测试,测试结果必须小于规定的数值。

在机柜内部,由于电路功能的不同,往往会出现不同功能模块以及模块之间的连接电缆产生电磁干扰,如果处理不当,这种干扰可能会非常强,以至于传输数据或信号产生失真,造成系统不稳定甚至系统无法正常工作。为了解决这一问题,就需要设计者精心地考虑器件布局以及布线方式的问题。因此不是原理图上没问题系统就没问题了,器件的布局,电线的走向也起了非常大的作用,下面就是一个布线的例子:



对于一个机柜,几乎不可能没有电线或者电缆与它相连,不管是电源线还是信号线,他们的接入或者接出都非常可能意味着电磁干扰信号的输入或者输出。在EMC相关的测试中,在电源信号中加入干扰信号就是非常重要的测试,例如浪涌测试就是在输入电源上加入干扰信号进行测试。为此就需要对于电源电路进行特别的设计。

对于EMC相关的探索非常重要,很多系统不能正常工作都源于设计者、制造者缺乏对相关危害的认知。因此为了设计制造一个可靠的系统,需要对相关领域进行深入的了解。下期,我们将继续分享电气工厂中的实际应用,敬请期待!