在電氣產(chǎn)品的世界里，EMC（電磁兼容性）噪聲問題一直是工程師們關(guān)注的焦點(diǎn),。尤其是近年來,，隨著家用變頻產(chǎn)品的普及，高頻噪聲問題也逐漸成為電能質(zhì)量的一大挑戰(zhàn),。今天,，我們就來聊聊如何利用先進(jìn)的測量工具，提前解決這些問題,，確保產(chǎn)品的性能和質(zhì)量,。
EMC測試：電能質(zhì)量的“體檢"
在電氣產(chǎn)品的IEC標(biāo)準(zhǔn)中，諧波和電壓波動/閃變測試是電能質(zhì)量低頻輻射的重要組成部分,。諧波測試主要關(guān)注設(shè)備電流消耗波形的畸變分量,，這些畸變可能會導(dǎo)致設(shè)備誤動作甚至故障，還會增加功率系統(tǒng)中的無功功率,。因此,，IEC標(biāo)準(zhǔn)對諧波電流的限值進(jìn)行了明確規(guī)定。
而電壓波動/閃變測試則聚焦于電源電壓的波動和照明閃爍現(xiàn)象,。當(dāng)電氣產(chǎn)品的消耗電流發(fā)生變化時,，電源電壓可能會隨之波動，進(jìn)而導(dǎo)致照明閃爍,。這種閃爍不僅影響視覺體驗(yàn),，還可能對人的健康造成危害。因此,，IEC標(biāo)準(zhǔn)也對電壓波動/閃變的限值進(jìn)行了嚴(yán)格規(guī)定,。
諧波和電壓波動、閃變測試的IEC 標(biāo)準(zhǔn)
每個測試對象都有其測試條件和限值標(biāo)準(zhǔn),。測試時,，必須參考最新的IEC標(biāo)準(zhǔn)，同時,，測量設(shè)備也必須符合相應(yīng)的測量標(biāo)準(zhǔn),。例如，功率分析儀PW8001就是一款符合IEC諧波和電壓波動/閃變測試標(biāo)準(zhǔn)的高性能設(shè)備,。
諧波測試標(biāo)準(zhǔn)
IEC61000-3-2：每相額定電流小于等于16A 的設(shè)備的測試
IEC61000-3-12 ：每相額定電流大于16A 小于等于75A 的設(shè)備的測試
測試標(biāo)準(zhǔn)所要求的,，并且PW8001符合的測量標(biāo)準(zhǔn)：
IEC 61000-4-7: 2002+A1: 2008
諧波次數(shù): 0 次～ 200 次
間諧波次數(shù): 0.5 次～ 200.5 次
電壓波動/ 閃變測試標(biāo)準(zhǔn)
IEC61000-3-3：每相額定電流小于等于16A 的設(shè)備
IEC61000-3-11：每相額定電流大于16A 小于75A 的設(shè)備
測試標(biāo)準(zhǔn)所要求的、并且PW8001 符合的測量標(biāo)準(zhǔn)：
IEC 61000-4-15: 2010
精度：
Pst ±5% （Pst ＝ 0.2 ～ 5）, dc,dmax: ±4%(dmax=4% 時)
進(jìn)行限值判定的評估系統(tǒng)
圖1 展示了一個典型的諧波,、電壓波動/閃變測試系統(tǒng),。根據(jù)IEC標(biāo)準(zhǔn)，測試系統(tǒng)需要配備交流電源參考阻抗網(wǎng)絡(luò)（RIN）,。功率分析儀對測量對象的電源電壓和電流進(jìn)行測量,，并輸出符合測量標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)果。電流測量通常使用電流傳感器,，這樣可以避免因布設(shè)電源配線而帶來的損耗,，確保測量結(jié)果更接近實(shí)際工作環(huán)境。
圖1：諧波,、電壓波動/ 閃變測試系統(tǒng)
電源噪聲帶來的挑戰(zhàn)
盡管諧波和電壓波動/閃變測試主要針對低頻輻射,，但在一些使用變頻器的環(huán)境中，高頻噪聲也可能成為問題,。例如,，變頻器設(shè)備的開關(guān)噪聲可能會導(dǎo)致周圍設(shè)備出現(xiàn)意外故障（*1）。
為了避免這種情況,，建議在設(shè)備開發(fā)的早期階段就開始關(guān)注噪聲問題,，通過采取措施來預(yù)防電源噪聲可能引發(fā)的問題。早期干預(yù)不僅可以避免開發(fā)延誤,，還能確保產(chǎn)品的可靠性和性能,。
*1) 參考文獻(xiàn)：
西島健一：“開關(guān)電源中安裝的 EMC 濾波器的傳導(dǎo) EMI 噪聲降低效果的相關(guān)研究"，《日本電力電子學(xué)會雜志》 Vol.45
HIOKI 的測量解決方案
HIOKI 功率分析儀 PW8001 的升級固件2.0 版本除了IEC 諧波和電壓波動/ 閃變測量之外,，還包括功率譜分析 (PSA) 功能,。
除了符合IEC標(biāo)準(zhǔn)的諧波和電壓波動/閃變測量功能外，PW8001還配備了功率譜分析（PSA）功能,。這一功能可以對電壓,、電流和功率進(jìn)行FFT分析，能夠分析高達(dá)6 MHz的高頻噪聲,，幫助工程師直觀地確認(rèn)那些在IEC諧波或電壓波動/閃變測試中無法看到的噪聲,。
IEC 諧波測量模式設(shè)置畫面 ( 左)
電壓波動/閃變測量模式設(shè)置畫面（右）
功率譜分析 (PSA) 功能
功率頻譜分析功能可對電壓、電流和功率進(jìn)行 FFT 分析,，與諧波分析功能相比,，該功能可分析更高頻率（最高6 MHz）的噪聲，從而直觀地確認(rèn)IEC 諧波或電壓波動/ 閃變中看不到的噪聲,。
PW8001 可保證最高到1 MHz 的功率測量精度,，對評估由逆變器或開關(guān)電源產(chǎn)生的高頻傳導(dǎo)噪聲十分有用。
HIOKI 的第三代功率分析引擎實(shí)現(xiàn)了六項(xiàng)“AUTO"測量
PW8001 可同時并行處理正確的功率測量以及諧波和功率譜分析等所有操作,。根據(jù)輸入波形的大小和頻率,，測量量程和濾波器特性會在內(nèi)部自動更新至最佳狀態(tài),。如此，一次測量即可正確測量所有分析結(jié)果,，從而實(shí)現(xiàn)多角度的驗(yàn)證,。
結(jié)語
在電氣產(chǎn)品的開發(fā)過程中，提前解決EMC噪聲問題至關(guān)重要,。HIOKI功率分析儀PW8001憑借其強(qiáng)大的功能,，可以幫助工程師們按照IEC標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行諧波和電壓波動/閃變的測量，并通過功率譜分析（PSA）功能評估高頻噪聲,。
對于那些希望擺脫電源噪聲問題被掩蓋,、事后才采取對策的設(shè)計困境，或者想要提前解決開關(guān)噪聲問題的開發(fā)人員來說,，PW8001無疑是一個值得信賴的伙伴,。
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