一个工业中使用的很多设备设置可以在排放控制提出了重大挑战。
维诺德·库马尔•达
电子区域测试实验室(西方),印度信息技术,孟买,印度
在控制电磁干扰是一个全球的挑战中遇到房屋,商店,办公室,工厂任务尤为艰巨。之前应对这样的挑战,一个基本的审查电磁干扰现象。从本质上讲,设计师必须处理意外中电磁能量电源或信号线路或通过自由空间辐射。它发生在一个系统或是否会影响附近的机械、电磁干扰有可能导致故障和设备故障。一个额外的挑战包括互连设备,每一个都可能CE标志。沮丧,工厂操作员知道错误配置的设备可以选择一样灾难性的组件缺乏CE邮票。最后一个挑战涉及到机器的不可避免的连接高电力mains-another“电气污染”的潜在来源,会影响所有的设备在一个工厂。
最终,检测和控制源的EMI需要了解,传播路径,对“受害者”设备的影响。最简单的耦合路径的形式通常是铜线电缆连接设备,电动工具。电力线路干扰可以发生在普通或微分模式。在常见的模式下,EMI载流导体之间的电压会出现(线和中性)和地面,他们将在阶段。在微分模式中,个人导体之间的电磁干扰电压会出现并将阶段。
DUT
在这个特定的实例,被评估的机械支柱bin-blending机器,设备,混合粉状或粒状制药成分。这个混合装置包括一个交流频率驱动,接触器、继电器、控制电路、定时器、接近传感器和电机。中使用的高频驱动这种工业机械可以干预的一个重要来源,及其严重程度取决于操作的频率等因素,控制电路的类型,选择接触器、计时器、马达。此外,并非所有的多余的能量信号或电线电结果附件。电容和电感耦合也传播这些交流信号。
具体地说,这台机器是粉末和颗粒的干燥机。它不需要填料密封的轴进入室。这个设备是选择混合加载和卸载操作,因为它是容易,处理大容量,结果在医药产品的最小摩擦混合脆弱的颗粒。实现混合在一个封闭的鼓。彻底的掺合料是我们的目标。如果细粒子的混合物成为空中,beplay官方免费下载他们将会解决在粉床内鼓一旦混合行动已经停止,从而创建一个非公司顶层。这个过程如下。药品颗粒或粉末添加到填补鼓到50 - 70的能力。然后加载本是锁定的一个部门设备和提高了一列的向上。一旦本提高到正确的高度,操作员预设混合时间和速度。 Greater speed produces increased shear, which in turn produces undesirable airborne particles. Optimal blending for a substance is achieved by adjusting the speed. Once the particles are blended, the drum is lowered, the arm is unlocked, and the closed bin removed.
电子模块的细节
EMC合规,测试人员必须把他的注意力转向所涉及的两个汽车及其电源和控制。齿轮电机与丝杠安装在柱和混合马达创建封闭鼓内的暴跌。(支柱bin-blending机器的具体配置如图1所示)。图2描述了电system-i.e的街区。,电源面板、控制面板、汽车面板。输入电压440伏/ 50 Hz提供通过一个无防御的电力线电缆长度1.5米。这个电缆连接到电力线滤波器,滤波器的输出连接到电源隔离器开关。电源的电压隔离器是美联储通过微型断路器(MCB)接触器。通过接触器,电压传递到另一个过滤器,从而通道电压输入的交流电频率驱动。的输出频率驱动连接到输入的搅拌机电机安装在支柱。
从同一电源,功率流搅拌器刹车和控制电路。搅拌器的功率通过接触器刹车操作在240伏/ 50 Hz。R-phase和b相(440伏/ 50 Hz)流并行通过MCB和降压变压器提供240伏/ 50 Hz的输入控制电路。(见图2)。控制电路运行搅拌器计时器至关重要的高效混合颗粒或粉末。
建模和测试安装
初始检查机器和电源电力和控制权力的安排表示EMI问题的可能性。仔细研究机器的显示的线路和许多loops-although机器的存在并执行其基本功能的混合粉末。两个过滤器的存在并没有缓解问题,因为输入和输出电缆对权力和司机一起炒随意,运行在并行或明显的循环。事实上,简单地定位电线是一项艰巨的任务。最终,测试人员解决问题的三个模型:一个用于交流频率驱动,一个用于控制面板路由,选择适当的过滤和接地。当然,完整的分析和解决问题需要进行电磁干扰信号的测量和评价水平和共模噪声电压。
国际标准旨在控制或限制干扰无线电或电视传输要求测试EMI接收机或传感器响应这一特定类型的噪声。在这种情况下,接收机和配件在CISPR-16-1满足规范规定。EMI接收机用于研究/分析能量分布在电子信号的频谱,而线路阻抗稳定网络(LISN)主要用于提供在高频阻抗定义跨终端电压的电力馈电点的测量。它还提供从环境绝缘电线上的射频能量被测设备(得)。
发射(CE)进行测试设置(CISPR规范推荐)如图6所示。在这个设置中,地面参考面(GRP) 2 m×2 m是必需的。LISN保存在指定的距离,其地面终端连着GRP的最短连接,如图6所示。这个测试设置自动化促进快速测量在一个广泛的频率。应用软件自动措施排放峰值水平在预设的EMI接收机频率,结果显示在视频显示器(视觉显示单位)或EMI接收机。数据“倾销”单元图观察到的排放水平,和硬的副本数据可以打印出来。
全面的电磁干扰分析包括三种模式,或排放detection-viz类型。,平均峰值和准峰值。包络的峰值检测、信号测量和显示测量值的均方根(均方根)信号的连续波(连续波)信号。如果不存在调制信号,那么发现峰值电压。峰值电压检测确保排放数据的“最坏情况”已获得。
平均电压检测,基本电路包括一个包络检波器(相当于峰值检波器)紧随其后的是一个平均网络。这条赛道是一个简单的低通或集成商/电容器。额外的平滑网络包括一系列的阻力和分流capacitors-producing随机噪声的平均的一个归宿。这种特殊模式的检测通常用于分析窄带发射信号。最后,在准峰值检测,分析了宽带信号,通过融合各种充放电常量(取决于频率范围),脉冲重复率的函数。从本质上讲,它是用来评估“烦恼”因素。
电磁干扰分析
在电磁干扰分析中,信号被归类为窄带或宽带发射信号。宽带一词表示的信号大于参考带宽和脉冲重复频率(脉冲)小于参考带宽。相比之下,窄带信号的特点是带宽小于参考信号和脉冲重复频率大于参考带宽。分析实测数据之前从支柱混合机,获得审查监管限制的BS EN 50081 - 2 [4]。
最初,得按制造商的设计和配置如图2所示测试全速运行在额定负载条件。获得的测试数据在R, Y, B阶段和在中性配置得是图1所示,2、3和4分别。数据显示,观察遗漏峰值超过平均监管限制的范围150到500千赫,2.4到10 MHz,平约86到60 dBμV最大值。排放峰值也超过了准峰值监管限制监管限制在500千赫至3.4 MHz的频率范围,然后在大约86年到63年dBμV平整所需的频率范围。排除一些现货的频率,这些观察对排放水平在个人阶段和中性配置。
显然,支柱bin-blending机未能遵守适用的国际标准。基本原则实现EMC设计中被忽略这个装置抱歉的状态明显反映在过滤和屏蔽不足,缺乏基础的完整性和缺乏噪音缓解。最重要的是,交流传动的基本物理设计导致合规失败。
设计补救
第一步在控制或减少产生的排放水平得涉及改变AC的物理布局设计驱动如图4所示。
具体来说,无屏蔽的电缆连接汽车取而代之的是屏蔽的。盾牌终止的驱动器连接到地面,而另一个盾牌终止在电动机负载端连接到汽车底盘。隔离输入和输出电缆的交流传动是通过路由通过不同渠道的面板。接地的完整性是改善通过选择一个适当的线规和最短的可行与底盘的连接。最后,滤波电路成立得过房地产,和它的电源线仅限于小于1米。
过滤器组件选择名义值给定:
电感(L) = 2.4 mH /线
X-capacitor = 0.3μF
Y-capacitor = 0.041 nF
新设计的过滤器的操作电压的电压440伏/ 50 Hz,可以维持15安培最大的负载电流。
得被重新评估和重新设计布局如图3所示。这是测试全速运行在额定负载条件下与所有补救措施到位。排放水平的测试数据R, Y, B阶段和中性的图5所示,6,7,8,分别。新的数据表明,发射峰水平远低于平均和峰值准峰值所需的频谱监管限制。在一些点在频率范围内,观察到的发射峰在大约30到34 dBμV平整。显然,精心设计结合适当的过滤、屏蔽、接地是至关重要的步骤在设计符合国际标准的工业机器和符合CE标志。
结论
工业机械不可避免地涉及到复杂的电路。必要的工业过程涉及各种组件的集成以及面板,允许运营商控制。支柱bin-blending机器的测试证明,这种机器可以执行其基本功能,而相关电磁兼容标准的不足。应该注意,达到EMC需要一个全面的方法。零碎的解决方案是不够的。每一个设计影响排放的因素必须加以解决。这些因素包括安全屏蔽、接地和滤波,以及缩短电缆防止不必要的耦合。除了克服不可接受的排放,改变电子的bin-blender使它不容易受到干扰其他设备在制药工厂,和CE标志贴在这些设备与信心。
确认
作者表达了他真诚的感谢先生由P.H. Bhave表示,高级主管ERTL (W),他的指导和灵感在EMC技术作品的准备。同时,衷心感谢我的妻子,亚莎夫人Fetedar,给她帮助和慷慨的鼓励。
引用
1。注:Bimbhre。广义的电机理论手册。1985年7月,页448 - 469。
2。维奥莉特J.L.诺曼、电磁兼容性手册。11月,1987年,页453 - 469。
3所示。罗德与施瓦茨,”操作手册r和s ESI 26 EMI接收机,”2001年3月,页E-14 e 1。
4所示。BS EN 55104 - 1、电磁兼容性要求的工业环境,1995年7月,页1 - 7所示。
关于作者
Vindo Kumar达是一个EMC科学家曾在外交部信息技术在过去的15年ERTL (W),孟买,印度。他的职责包括EMC实验室设置,设备安装,评估产品按国际标准,电磁兼容设备的校准和测试设施的升级。他还对涉及国内的EMC问题咨询,商业、工业、科学、医疗和汽车电子产品。他已经撰写了超过25 EMC务实的研究主题。