電器產(chǎn)品的電磁騷擾測試與性能分析

廖興展，肖茂勝，陳炳文

（1.揭陽職業(yè)技術(shù)學(xué)院 機(jī)電工程系，廣東 揭陽 522000；2.揭陽安麥思科技有限公司，廣東 揭陽 522000）

0 引 言

電磁騷擾（Electromagnetic Disturbance，EMD）是指任何可能引起裝置、設(shè)備或系統(tǒng)性能降低，產(chǎn)生損害作用的電磁現(xiàn)象[1]。電磁兼容（Electromagnetic Compatibility，EMC）是指設(shè)備或系統(tǒng)承受電磁騷擾的能力。作為電器產(chǎn)品，電磁兼容指標(biāo)是重要的性能指標(biāo)之一，包括電磁干擾（Electromagnetic Interference，EMI）和電磁抗擾度（Electro Magnetic Susceptibility，EMS）兩個(gè)方面的內(nèi)容。電器產(chǎn)品的EMI指標(biāo)不僅會影響其他電器的使用情況，還可能造成電磁污染。國內(nèi)外很多學(xué)者和工程技術(shù)人員在EMC設(shè)計(jì)方面做了大量有益的研究[1-5]，并取得較好的成果。如朱淑亭（2011）針對家用電器的電磁兼容性進(jìn)行研究，提出可行的測試技術(shù)方法與策略；鄭強(qiáng)等（2019）依據(jù)GB 4343.1—2009 標(biāo)準(zhǔn)對電吹風(fēng)進(jìn)行騷擾電壓測試時(shí)，采用不確定度行合理評定，探索了騷擾電壓測試系統(tǒng)的不確定度評定方法與計(jì)算過程，取得一定的研究成果。本文以電吹風(fēng)作為研究對象，采用GB4343.1-2018標(biāo)準(zhǔn)[6]進(jìn)行端子騷擾電壓和騷擾功率測試，通過數(shù)據(jù)報(bào)表，研究其電磁兼容的安全性能和可靠性，具有一定的借鑒作用。

1 電磁騷擾產(chǎn)生根源分析

電磁兼容測試與診斷技術(shù)包括測試設(shè)備、測試方法、數(shù)據(jù)處理以及結(jié)果評價(jià)等方面內(nèi)容。電磁兼容測試標(biāo)準(zhǔn)的建立要依靠測試與診斷技術(shù)的提升和測試儀器的改進(jìn)。由于電磁兼容的復(fù)雜性，常常導(dǎo)致結(jié)果與理論相差較大，因此電磁兼容測量非常重要，數(shù)據(jù)報(bào)表的分析必不可少。針對電吹風(fēng)產(chǎn)品，由于其電磁兼容性能直接影響產(chǎn)品質(zhì)量，必須盡量減少電磁干擾現(xiàn)象，確保產(chǎn)品安全性。作為電器產(chǎn)品，在低頻段（f≤30 MHz），用電設(shè)備沿電源線或信號線發(fā)射騷擾電壓信號，這時(shí)電磁騷擾通過傳導(dǎo)騷擾、采用騷擾電壓進(jìn)行評價(jià)；在高頻段（f>30 MHz），用電設(shè)備沿線的電磁騷擾以電磁波形式向線路周圍空間輻射電磁能量，這時(shí)電磁騷擾主要通過電磁輻射、采用騷擾功率進(jìn)行評價(jià)。

電吹風(fēng)的電磁騷擾主要來源于串激電機(jī)，若出現(xiàn)電路設(shè)計(jì)問題或抑制干擾措施不匹配等原因，則工作時(shí)，由于串激電機(jī)高速旋轉(zhuǎn)，碳刷和電機(jī)將會產(chǎn)生大量寬頻電磁能量，經(jīng)電源線傳播至交流電網(wǎng)，最終結(jié)果可能造成騷擾電壓實(shí)測值超出限值，這也是目前很多低端電吹風(fēng)產(chǎn)品電磁兼容指標(biāo)不達(dá)標(biāo)的主要原因。除此之外，騷擾電壓信號還會傳導(dǎo)到公用電網(wǎng)，可能導(dǎo)致其它系統(tǒng)或設(shè)備的程序中斷或產(chǎn)生錯(cuò)誤代碼，影響系統(tǒng)或設(shè)備的正常工作。

2 電磁騷擾測試與性能分析

為減小外界電磁環(huán)境的影響，依據(jù)GB 4343.1—2018標(biāo)準(zhǔn)的測試要求，傳導(dǎo)騷擾測試在屏蔽室中進(jìn)行。本文選擇某一公司的電吹風(fēng)產(chǎn)品作為測試設(shè)備，在電磁兼容實(shí)驗(yàn)室將電吹風(fēng)與電磁騷擾測試設(shè)備相連接，要求線性阻抗穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)（Line Impedance Stabilization Network，LISN） 接地良好，與測試電吹風(fēng)產(chǎn)品相距0.8 m，屏蔽室墻面與測試電吹風(fēng)產(chǎn)品距離不小于0.4 m，圖1為電吹風(fēng)產(chǎn)品電磁騷擾測試現(xiàn)場。

2.1 騷擾電壓測試與性能分析

依據(jù)GB4343.1—2018測試要求，對被測電吹風(fēng)產(chǎn)品進(jìn)行連續(xù)騷擾電壓測量，頻率選擇150 kHz～30 MHz，圖2為電吹風(fēng)工作于最高轉(zhuǎn)速檔III-III檔時(shí)，0.15～30 MHz頻段內(nèi)端子騷擾電壓峰值/平均值曲線圖。選擇頻率點(diǎn)為0.15 MHz、0.25 MHz、0.52 MHz、5.3 MHz、22.3 MHz這5個(gè)點(diǎn)作為分析對象，如圖2標(biāo)記，記錄準(zhǔn)峰值（QP）、平均值（AV）等相關(guān)數(shù)據(jù)，表1為騷擾電壓測試記錄結(jié)果。

由圖2和表1可以看出：電吹風(fēng)工作于最高轉(zhuǎn)速檔時(shí)，在0.15～30 MHz頻段內(nèi)電吹風(fēng)產(chǎn)生的干擾均低于設(shè)定限值；頻率5.3 MHz處，其準(zhǔn)峰值QP和⊿準(zhǔn)峰值分別為37.13 dBμV、-22.87 dBμV，平均值A(chǔ)V和⊿平均值分別為28.47 dBμV、-21.52 dBμV，⊿平均值具有最大差。

表1 騷擾電壓測試數(shù)據(jù)

2.2 騷擾功率測試與性能分析

依據(jù)GB4343.1—2018測試要求，對被測電吹風(fēng)產(chǎn)品進(jìn)行連續(xù)騷擾功率測量，頻率選擇30 MHz—300 MHz，圖3為電吹風(fēng)在30～300 MHz頻段內(nèi)騷擾功率峰值/平均值曲線圖。選擇頻率點(diǎn)為33.9～52.2 MHz、61.0 MHz這3個(gè)點(diǎn)作為分析對象，記錄準(zhǔn)峰值（QP）、平均值（AV）等相關(guān)數(shù)據(jù)，表2為騷擾功率測試記錄數(shù)據(jù)。

由圖3和表2可以看出：電吹風(fēng)在30～300 MHz頻段內(nèi)電吹風(fēng)電磁輻射產(chǎn)生的騷擾功率峰值/平均值的干擾均低于設(shè)定限值，符合電磁兼容的測試要求。

3 結(jié) 論

本文主要分析電磁騷擾對電器產(chǎn)品的影響，以某一款高性能電吹風(fēng)為例，依據(jù)GB 4343.1—2018 標(biāo)準(zhǔn)，對其進(jìn)行騷擾電壓和騷擾功率進(jìn)行測試。測試結(jié)果表明：該電吹風(fēng)工作于最高轉(zhuǎn)速檔時(shí)，在0.15～30 MHz頻段內(nèi)電吹風(fēng)產(chǎn)生的干擾均低于設(shè)定限值。在30～300 MHz頻段內(nèi)，電吹風(fēng)電磁輻射產(chǎn)生的騷擾功率低于限值，符合電磁兼容測試要求。由此可見，該款電吹風(fēng)能夠合格通過電磁騷擾的基本測試，具有較好的電磁兼容安全性能和可靠性。

表2 騷擾功率測試數(shù)據(jù)