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电器产品的电磁骚扰测试与性能分析

2021-04-06廖兴展肖茂胜陈炳文

通信电源技术 2021年1期
关键词:电吹风限值平均值

廖兴展,肖茂胜,陈炳文

(1.揭阳职业技术学院 机电工程系,广东 揭阳 522000;2.揭阳安麦思科技有限公司,广东 揭阳 522000)

0 引 言

电磁骚扰(Electromagnetic Disturbance,EMD)是指任何可能引起装置、设备或系统性能降低,产生损害作用的电磁现象[1]。电磁兼容(Electromagnetic Compatibility,EMC)是指设备或系统承受电磁骚扰的能力。作为电器产品,电磁兼容指标是重要的性能指标之一,包括电磁干扰(Electromagnetic Interference,EMI)和电磁抗扰度(Electro Magnetic Susceptibility,EMS)两个方面的内容。电器产品的EMI指标不仅会影响其他电器的使用情况,还可能造成电磁污染。国内外很多学者和工程技术人员在EMC设计方面做了大量有益的研究[1-5],并取得较好的成果。如朱淑亭(2011)针对家用电器的电磁兼容性进行研究,提出可行的测试技术方法与策略;郑强等(2019)依据GB 4343.1—2009 标准对电吹风进行骚扰电压测试时,采用不确定度行合理评定,探索了骚扰电压测试系统的不确定度评定方法与计算过程,取得一定的研究成果。本文以电吹风作为研究对象,采用GB4343.1-2018标准[6]进行端子骚扰电压和骚扰功率测试,通过数据报表,研究其电磁兼容的安全性能和可靠性,具有一定的借鉴作用。

1 电磁骚扰产生根源分析

电磁兼容测试与诊断技术包括测试设备、测试方法、数据处理以及结果评价等方面内容。电磁兼容测试标准的建立要依靠测试与诊断技术的提升和测试仪器的改进。由于电磁兼容的复杂性,常常导致结果与理论相差较大,因此电磁兼容测量非常重要,数据报表的分析必不可少。针对电吹风产品,由于其电磁兼容性能直接影响产品质量,必须尽量减少电磁干扰现象,确保产品安全性。作为电器产品,在低频段(f≤30 MHz),用电设备沿电源线或信号线发射骚扰电压信号,这时电磁骚扰通过传导骚扰、采用骚扰电压进行评价;在高频段(f>30 MHz),用电设备沿线的电磁骚扰以电磁波形式向线路周围空间辐射电磁能量,这时电磁骚扰主要通过电磁辐射、采用骚扰功率进行评价。

电吹风的电磁骚扰主要来源于串激电机,若出现电路设计问题或抑制干扰措施不匹配等原因,则工作时,由于串激电机高速旋转,碳刷和电机将会产生大量宽频电磁能量,经电源线传播至交流电网,最终结果可能造成骚扰电压实测值超出限值,这也是目前很多低端电吹风产品电磁兼容指标不达标的主要原因。除此之外,骚扰电压信号还会传导到公用电网,可能导致其它系统或设备的程序中断或产生错误代码,影响系统或设备的正常工作。

2 电磁骚扰测试与性能分析

为减小外界电磁环境的影响,依据GB 4343.1—2018标准的测试要求,传导骚扰测试在屏蔽室中进行。本文选择某一公司的电吹风产品作为测试设备,在电磁兼容实验室将电吹风与电磁骚扰测试设备相连接,要求线性阻抗稳定网络(Line Impedance Stabilization Network,LISN) 接地良好,与测试电吹风产品相距0.8 m,屏蔽室墙面与测试电吹风产品距离不小于0.4 m,图1为电吹风产品电磁骚扰测试现场。

2.1 骚扰电压测试与性能分析

依据GB4343.1—2018测试要求,对被测电吹风产品进行连续骚扰电压测量,频率选择150 kHz~30 MHz,图2为电吹风工作于最高转速档III-III档时,0.15~30 MHz频段内端子骚扰电压峰值/平均值曲线图。选择频率点为0.15 MHz、0.25 MHz、0.52 MHz、5.3 MHz、22.3 MHz这5个点作为分析对象,如图2标记,记录准峰值(QP)、平均值(AV)等相关数据,表1为骚扰电压测试记录结果。

由图2和表1可以看出:电吹风工作于最高转速档时,在0.15~30 MHz频段内电吹风产生的干扰均低于设定限值;频率5.3 MHz处,其准峰值QP和⊿准峰值分别为37.13 dBμV、-22.87 dBμV,平均值AV和⊿平均值分别为28.47 dBμV、-21.52 dBμV,⊿平均值具有最大差。

表1 骚扰电压测试数据

2.2 骚扰功率测试与性能分析

依据GB4343.1—2018测试要求,对被测电吹风产品进行连续骚扰功率测量,频率选择30 MHz—300 MHz,图3为电吹风在30~300 MHz频段内骚扰功率峰值/平均值曲线图。选择频率点为33.9~52.2 MHz、61.0 MHz这3个点作为分析对象,记录准峰值(QP)、平均值(AV)等相关数据,表2为骚扰功率测试记录数据。

由图3和表2可以看出:电吹风在30~300 MHz频段内电吹风电磁辐射产生的骚扰功率峰值/平均值的干扰均低于设定限值,符合电磁兼容的测试要求。

3 结 论

本文主要分析电磁骚扰对电器产品的影响,以某一款高性能电吹风为例,依据GB 4343.1—2018 标准,对其进行骚扰电压和骚扰功率进行测试。测试结果表明:该电吹风工作于最高转速档时,在0.15~30 MHz频段内电吹风产生的干扰均低于设定限值。在30~300 MHz频段内,电吹风电磁辐射产生的骚扰功率低于限值,符合电磁兼容测试要求。由此可见,该款电吹风能够合格通过电磁骚扰的基本测试,具有较好的电磁兼容安全性能和可靠性。

表2 骚扰功率测试数据

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