储能变流器电磁兼容EMC测试经验分享

1.概述:
EMC电磁兼容测试主要包括EMI(电磁骚扰)和EMS(电磁抗扰度),经过几次在不同实验室和现场测试经验,一般大功率储能变流器EMS基本没有问题。由于PCS是电力电子转换装置,工作时都有周期性或间歇性的电压电流变化会产生EMI问题,这些干扰通过传导和辐射两种途径传播。本文暂时不讨论EMC的前期设计,主要分享实际测试整改经验。
2.标准要求:
EMC电磁兼容测试前详细了解需要做的标准要求, PCS一般测试按工业环境通用标准IEC61000-6-4 ClassA要求。
传导主要测试电源端口和通讯端口,PCS的电源端口要测试DC端正负极,AC端L1,L2,L3。具体限制如下表:
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辐射测试根据不同的暗室和测试距离具体限制如下表:
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3.CE传导测试:
3.1.底噪测在一个新的实验室或者测试环境时,首先进行环境摸底测试。PCS要想通过测试,一个干净背景环境是必不可少的。
3.2.PCS运行摸底测试:一般设备都会对EMI问题,都会有加一些基本的EMI滤波器,详细确认滤波器的滤波结构和元器件参数。详细记录超标准限制的频率。
3.3.查找最恶劣干扰源:测试交流端口时,分别运行并网,离网,不同运行功率,分别看AC端三相A,B,C。选其中最差的1相整改。测试直流端口分别充电,放电测试。分别看正负极选其中最差的整改

3.4.画出滤波器电路图:
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(X电容 C1,C2,Y电容 C3,C4,L1共模电感)
3.4.EMI改思考
EMC整改主要有滤波,屏蔽,接地。CE传导关键就是滤波和接地,主要有差模干扰(要是开关管的开通和关断产生的电流突变,流过电源线上的电流为高频脉动电流)和共模干扰(主要是电源与大地之间的分布电容150KHz– 1MHz 主要是共模形式存在,1MHz– 10MHz  差模共模共存。Y电容对低频影响较大,X电容对高频影响较大。
3.5.EMI改接地
PCS接地优先单点接地,用短(接地线短)粗(接地线截面大)直(地线按直线距离连接)的方式接地。检测主电路IGBT散热器接地,辅助电源,  滤波电抗器。门板,盖板接地是否良好。
3.6.EMI调整滤波器参数
 检查完接地后,就可以尝试参照整改思考,调整X电容,Y电容的容值大小和共模电感的感值大小,尽量控制单一更改变量,记录测试结果和调整了参数的变化。如果基本EMI滤波器,不能满足标准要求。可以酌情考虑增加一级滤波。
3.7.EMI调整主电路运行
一般上述的方式基本可以解决EMI传导问题。还是超标可以调整主电路的运行参数比如整机开关频率,IGBT吸收电容,IGBT驱动电阻。DClink电容上并联小电容。
4.RE辐射测试:
4.1.RE辐射测试一般在传导CE通过的情况下做辐射发射测试。因大多数的干扰都是通过传输线辐射出去的。在测试空间范围内设备的接线越短越好。
4.2.辐射主要整改方式是屏蔽和接地,可以先做些屏蔽处理,比如控制板的时钟信号,监控的USB, GPS 等时钟和通讯端口加一些夹扣磁环。辅助电源的变压器,结构上门板贴合度不好的时候,打磨平整,均用铜箔纸包好接地
4.3.上述方法还是超限值的话。测试定位干扰源的位置,想办法屏蔽。或者酌情调整滤波器参数。

小结:
           EMC测试就是经验方法去尝试。不要气馁总会成功的。
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(近期EMC测试DC端口实测数据)

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