數碼變頻發電機項目背景及意義

　　電磁兼容(EMC)概述

　　EMC(ElectroMagneticCompatibility,電磁兼容)是指電子、電氣設備或系統在預期的電磁環境中,按設計要求正常工作的能力。它是電子、電氣設備或系統的一種重要技術性能。EMC通常包含兩部分內容:EMI(ElectroMagneticInterference,電磁干擾)和 EMS(ElectroMagneticSusceptibility,電磁抗擾度)》EMI是指產品自身所產生的電磁干擾;EMS則是指產品在運行過程中所能承受外界對其干擾的程度。EMI與EMS的測試項目因產品及相關標準的不同而不同。

　　傳導與箱射干擾

　　在空調啟動時,我們會發現室內燈光出現閃爍的現象,這是因為日光燈與空調處于同一電源系統,而空調啟動電流大,從而導致電源電壓變低,曰光燈出現閃彌。這種干擾信號通過傳導的方式影響其他設備正常工作的現象稱為“傳導干擾”。在摩托車經過的地方,電視機會出現雜亂畫面,收音機也會出現噪音,這是因為摩托車發動機的點火裝置產生了電磁波,電磁波在空間傳播,通過電視機以及收音機的接收天線進入相應的電路,產生了干擾信號影響裝置的正常工作。像這種干擾通過空間傳播,干擾和影響其他設備的正常工作,被稱為"轄射干擾”。

　　電磁兼容標準

　　為了滿足曰益復雜的功能需求,電力電子產品逐漸向髙速、大功率發展,與此同時也造成了電磁環境的惡化,對電子裝置的安全性帶來挑戰。因此各國政府和有關國際組織對設備和系統所產生的干擾以及抗干擾能力作了相關規定。其中比較權威的有國際無線電干擾特別委員會(CISPR)、國際電工技術委員會(IEC)以及歐盟和美國制定的EMC標準。

　　我國對電磁兼容標準與規范工作也非常重視,機械工業部于1966年制定了第一個EMC標準:JB854-66“船舶電氣設備工業無線電干擾端子電壓測量方法與允許值”。在這之后,國家標準局召集有關部門和單位先后制定了EMC國家標準GB3907-83《工業無線電干擾基本測量方法》以及GB4859-84《電氣設備抗干擾特性的基本測量方法》等30多項國家標準。

　　項目背景及意義

　　數碼變頻發電機是人們曰常生活中重要的備用電源。它發出的原始電力經過整流逆變處理后在電壓和頻率上比傳統發電機穩定,輸出波形潔凈,諧波含量少,且對轉速不敏感。數碼變頻發電機綜合了高效、綠色、經濟以及環保等眾多優點,應用前景樂觀。

　　數碼變頻發電機控制器作為數碼變頻發電機的核心控制系統,是整個發電機的“大腦”,同時也是發電機智能、高效、穩定運行的前提。發電機發出的三相交流電,其電壓和頻率是隨轉速波動的。在通過控制器的整流電路后得到電壓恒定的直流電,然后通過功率逆變電路以及LC濾波電路最后輸出電壓為230V,頻率為50Hz的單相交流電。在這個過程中控制器根據負載變化調節節氣門從而實現了對發電機轉速的智能控制。由此可知控制器同時包含了功率逆變電路和高頻數字電路,是典型的強電與弱電結合系統。復雜的電磁環境對控制器的穩定性提出了挑戰。功率逆變電路在提供高效電能轉換的同時,因其固有的開關工作方式,開關管在開關過程中產生的開關波形具有很徒的前后沿(dl/dt達到1KA/US; dV/dt達到3KV/us),由此將產生嚴重的電磁干擾。這些干擾通過相應的耦合方式,污染電磁環境,影響周圍設備的正常工作。高頻數字電路由于其工作電平較低,所產生的電磁干擾能量也相對較低。但數字電路所產生的福射EMI,可以通過1/0電纜產生比較強烈的騷擾[。且由于控制器空間的原因,數字電路與功率逆變電路布置在同一塊PCB板上,極易受其干擾。復雜的電磁環境將會導致控制器故障的出現:

　　1、控制器電源網絡受噪聲干擾出現較大紋波,導致芯片參考電平不穩,影響檢測與控制精度,嚴重的將燒壞芯片;

　　2、單片機復位信號誤觸發,導致重啟;

　　3、單片機工作紊亂,死機;

　　4、信號線耦合噪聲影響檢測精度,甚至燒壞接口;

　　5、功率管驅動波形時序棄亂,導致功率管上下橋臂直通,引起功率管爆炸;

　　6、過流檢測信號線因干擾出現錯誤過流信號,導致誤保護。