全功率变流器抗电磁干扰性试验检测

引言

随着现代电力电子技术的快速发展，全功率变流器在风力发电、太阳能光伏发电、轨道交通、工业自动化等领域得到了广泛应用。然而，这些变流器设备在运行过程中，由于电力电子开关的大量使用，其电磁干扰（EMI）问题也日益严重。抗电磁干扰性已经成为全功率变流器设计与应用的一个关键指标。本文将详细探讨全功率变流器抗电磁干扰性试验检测的重要性、方法以及相关技术。

全功率变流器电磁干扰的来源

全功率变流器内部的电磁干扰主要来自功率开关器件的开关动作。这些器件在开关过程中会产生快速上升或下降的电流和电压波形，带来两种主要的电磁干扰形式：传导干扰和辐射干扰。

传导干扰通常通过电缆和接地系统传播，主要影响交、直流母线和其他连接的电力电网，而辐射干扰则通过空间传播，可能影响周围敏感电子设备的正常运行。这两种干扰如果不加以抑制，不仅会降低全功率变流器的工作效率，还会对相邻设备和环境产生不良影响。

抗电磁干扰性的重要性

全功率变流器的抗电磁干扰性是其可靠性和稳定性的重要保障。首先，电磁干扰如果超标，会导致变流器内部控制系统的信号失真，从而影响系统的控制性能和运行安全。其次，变流器是电力系统中的关键设备，它的抗干扰性能直接影响整个电力系统的稳定性和安全性。

此外，变流器与许多敏感的通信和控制设备共用一个电网，弱抗干扰能力会导致这些设备出现通信故障或误动作。因此，提高全功率变流器的抗电磁干扰性能，是保障电力系统及周边设备安全运行的必要条件。

全功率变流器抗电磁干扰性试验检测方法

全功率变流器的抗电磁干扰性试验主要包括传导发射、辐射发射、传导抗扰度、辐射抗扰度、电快速瞬变脉冲群(简称EFT/B)、浪涌（Surge）、电压跌落/中断等试验。

传导发射和辐射发射检测

传导发射检测主要是测量全功率变流器通过电源线与信号线向电网或连接设备发射的干扰电压。辐射发射检测则测量变流器向周围空间发射的电磁波干扰。这些测试通常是在屏蔽房内使用专用的测试仪器和天线进行，通过频谱分析仪测量，从而判断变流器是否符合相关的电磁兼容性标准。

传导抗扰度和辐射抗扰度检测

传导抗扰度测试是评估变流器在受到电源线路上的干扰信号侵害时，仍能正常运行的能力。辐射抗扰度测试则是在周围施加一定强度的电磁场干扰下，检测变流器的功能表现。这类抗扰度测试是模拟设备在复杂电磁环境中可能遇到的实际电磁干扰，评估其抗扰性。

电快速瞬变脉冲群检测

电快速瞬变脉冲群（EFT/B）测试主要是为了模拟由于电感负载断开和电弧焊接机操作等引起的快速瞬变现象，同时考察变流器对这些快速变化的电压尖峰的耐受能力。

浪涌检测

浪涌测试旨在模拟雷击或开关瞬态过程对电网带来的影响，检测变化电压大幅波动情况下变流器的抗击能力。这一测试对提高设备在恶劣电力环境中运行的稳定性具有重要意义。

电压跌落和中断测试

电压跌落和中断测试则主要模拟电网电压不稳定带来的影响，检测变流器在短时间失去供电时的表现。

提高全功率变流器抗电磁干扰性的技术措施

为了提高全功率变流器的抗电磁干扰性，通常采用多种技术手段，比如设计合适的电磁屏蔽、优化接地系统、合理选择滤波电路以及在电路中加入抗干扰元件。

其中，电磁屏蔽可以有效阻挡外界电磁场的影响，滤波电路可以滤除电力线上不需要的高频干扰。接地设计则关系到整个系统的电磁兼容性，可以通过单点接地、多点接地或者混合接地的方式降低干扰路径上的干扰强度。

此外，针对特定类型的干扰，如脉冲群或浪涌，采用浪涌保护器件和脉冲群抑制电路也是常用的措施。结合这些技术方法进行系统设计，可以明显提高全功率变流器的抗干扰能力。

结论

全功率变流器的抗电磁干扰性是其性能评价和应用实现中的重要环节。通过系统的抗电磁干扰性试验检测，可以及早发现潜在问题，提高设备的稳定性和可靠性。现代社会对用电设备的电磁兼容性要求日益提高，全面完善抗电磁干扰技术措施，强化相关检测，是全功率变流器产业发展的必然趋势。