EMC-vaatimukset taajuusmuuttajan suunnittelussa

Abstract

Tässä diplomityössä on mitattu pienen jännitevälipiirillisen PWM-taajuusmuuttajan käyttöympäristölleen aiheuttamia sähkömagneettisia häiriöitä sekä laitteen immuniteettia standardien mukaisesti tehtyjä sähkömagneettisia häiriöitä vastaan. Työn tarkoituksena oli etsiä keinoja, joilla saadaan jo markkinoilla oleva taajuusmuuttaja täyttämään vuoden 1996 alusta voimaan astuvan EMC-direktiivin vaatimukset. Työn alkuosassa kuvataan EMC-standardien hierarkia sekä taajuusmuuttajakäyttöihin sovellettavat standardit ja niiden vaatimukset sähkömagneettisen yhteensopivuuden osalta. Kirjallisuustutkimuksessa selvitetään lisäksi sähkömagneettisten häiriöiden kytkeytymismekanismeja sekä annetaan ohjeita häiriösäteilyn huomioimiseksi piirilevysuunnittelussa. Loppuosassa työtä paneudutaan pienentaajuusmuuttajan, markkinointinimeltään ACS 200 nykytilanteen EMC-kartoitukseen laitteelle tehtyjen testien pohjalta. ACS200-taajuusmuuttajalle tehtiin seuraavat emissiomittaukset: johtuvien suurtaajuushäiriöiden mittaus ja suurtaajuisten säteilyhäiriöiden mittaus; sekä seuraavat immuniteettitestit: sähköstaattisen purkauksen (ESD) sietoisuustesti, nopeiden transienttipurskeiden sietoisuustesti sekä suurtaajuisen sähkömagneettisen kentän sietoisuustesti. Työssä pyritään mittaustulosten pohjalta selvittämään laitteen rakenteesta sekä käyttötilanteista johtuvat EMC-ongelmat sekä etsimään ongelmiin ratkaisuja. Pääpaino tehtyjen mittausten osalta on asetettu johtuvien suurtaajuushäiriöiden eri kytkeytymismekanismien ymmärtämiselle sekä häiriöiden vaimentamiselle laitteen verkkoliitännästä. Työn tuloksena saatiin arvokasta tietoa johtuvien suurtaajuushäiriöiden vaimentamiseksi tarvittavan verkkohäiriösuodattimen suunnittelusta. Työhön käytettävän rajallisen ajan sekä aiheen laajuuden vuoksi saavutetuista tuloksista on tässä työssä voitu esittää vain murto-osa. /Kir10