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[转摘]叉车类产品的电磁兼容性
 
 
叉车类产品的电磁兼容性
[2008-7-4 14:29:19] 作者:孙昌元 张正杰 陈宝强 来源:叉车技术杂志
    一、问题的提出
                                  
    伴随中国的改革开放,中国的叉车生产厂与世界叉车厂的交流增多,叉车的制造技术水平亦不断提高,尤其中国的叉车出口能力逐年加强,加入WTO后全球经济一体化的步伐也加快了,为了保护自己的贸易市场,欧盟、美国等大的贸易经济体系将贸易壁垒逐渐更换为技术壁垒,欧盟的CE安全认证、美国的UL认证等均属于技术壁垒。在CE认证要求中,出台了89/36/EEC电磁兼容指令,对进入欧盟市场的机电产品的电磁兼容性提出了法律要求。出口欧盟市场的叉车属于自我认证产品,认证模式遵从B+C模式,即产品的“EC型式检验十企业一致性声明”,但不管是哪一种模式,产品都必须满足相关的欧盟指令。89/336/EEC及其修定版是产品电磁兼容的指令。如何提高我国叉车类产品的电磁兼容性,是整个叉车行业面临的一个重要课题。
                                  
    二、现状
                                  
    国外的发展及状况
                                  
    在西方发达国19世纪,随着通讯的发展就开始了对电磁现象的认识及研究,即开始了电磁兼容骚扰的研究。早在一九三四年国际电工委员会就成立了无线电干扰特别委员会简称CISPR,专门研究无线电干扰问题,制定有关标准,旨在保护广播接收效果。当初只有少数国家如比利时、法国、荷兰和英国等参加该委员会。随着电磁现象认识的深入,对电磁骚扰的危害认识也更清楚,首先在军工、电讯领域,为了能让各种设备不互相干扰影响,同时尽量不受自然气候(如雷电现象)的影响而展开对电磁兼容研究。电子产品的普及,使人们的生活周围充满了电磁干扰现象,为了能让人们健康地生活,设备正常运转,逐渐将军事、通讯领域的电磁兼容研究成果测试方法转移到民用领域。1989年欧洲共同体委员会颁发的89/336/EEC指令明确规定,自1996年1月1日起,所有电子、电器产品须经过EMC性能的认证,否则将禁止其在欧共体市埸销售。此举在世界范围内引起较大反响,EMC已成为影响国际贸易的一项重要指标。国际电工委员会IEC有两个专们从事电磁兼容标准化工作的技术委员会:一个就是CISPR成立于1934年;另一个是电磁兼容委员会TC77,成立于1981年。CISPR最初关心的主要是广播接收频段的无线电骚扰问题,之后在EMC标准化工作方面进行了不懈的努力,CISPR共有七个分技术委员会。CISPR已基本将通常的工业和民用产品的EMC均考虑在其标准中。CISPR还起草了通用射频骚扰限额值国际标准草案,这样对那些新开发的以及暂时还不能与现有CISPR产品标准相对应的产品,都可以用射频骚扰限额值来加以限制。几年前CISPR将其工作频率范围扩展为DC-400GHz,目前实际工作范围为9KHz—18GHz,以前的CISPR标准主要涉及无线电干扰限额值及其测量方法,近年来在抗扰度方面加强了研究,并已制定了一些标准。TC77最初主要关心低压电网系统的EMC问题(9KHz以下频段),后来将其工作范围扩大到整个EMC所涉及的频率范围及产品。目前CISPR已制定有CISPR22(1997)《信息技术设备的无线电骚扰特性的测量方法及限值》等14个标准;TC77也已制定了25个IEC标准,其中IEC61000-4系列标准是目前国际上比较完整和系统的抗扰度基础标准。
                                  
    在二十世纪七、八十年代,电动叉车的运行、起升、转向控制器以及仪表等使用了电子产品,即容易受到工作环境中电磁干扰的影响,同时其中的电子产品发射的电磁骚扰又影响到周围的环境,随着电磁兼容指令的颁布实施,电磁兼容设计的成熟技术很快就运用在叉车电器产品的设计中,因此在这方面应该说是很成熟的。
                                  
    2.国内现状
                                  
    我国的EMC测试及标准化工作始于六十年代,当时国内的一些院所建立了相对简陋的试验室,开展无线电干扰(骚扰)测试研究,同时参考前苏联和欧美国家标准制定我们国家自已的EMC标准和技术条件,直到1986年成立了全国无线电干扰标准化委员会后,我国才开始有组织、系统地对应CISPR/IEC开展国内EMC标准化工作。目前我国已制定了六十多项EMC国家标准,其中基础标准为GB4365-1995电磁兼容术语;GB/T6113-1995无线电干扰和抗扰度测量设备规范。
                                  
    中国在电子技术方面与西方发达国家相比,具有一定的差距,我国有关部门直到二十世纪九十年代才系统地进行电磁兼容现象的研究,整个技术领域相对落后,中国的叉车生产企业直至现在,在整个产品的制造过程中,也仅有个别企业做了电磁兼容试验,企业还没有主动在设计阶段关注产品的电磁兼容性。
                                  
    三、电磁兼容的基本概念
                                  
    1.基本电磁骚扰:是指任何可能引起装置、设备或系统性能降低,或者对有生命或无生命物质产品损害作用的电磁现象。
                                  
    2.电磁干扰:是指电磁骚扰引起的设备、传输通道或系统性能的下降。
                                  
    3.电磁骚扰的危害程度:① 灾难性的;② 非常危险性的;③ 中等危险的严重的使人烦恼的。
                                  
    4.电磁兼容、电磁兼容性(EMC:Electromagnetic Compatibility):对于设备或系统的性能指标来说,称为“电磁兼容性”,而作为一门学科来说,称为“电磁兼容”。
                                  
    电磁兼容是研究在有限的空间、时间和频谱资源等条件下,各种用电设备(广义的还包括生物体)可以共存,并不致引起降级的一门科学。
                                  
    电磁兼容性是指设备或系统在其电磁环境下能正常工作,并且不对该环境中任何事物构成不能承受的电磁骚扰的能力。电磁兼容性和我们所熟悉的安全性一样,是产品质量最重要的指标之一。安全性涉及人身和财产,而电磁兼容性则涉及人身和环境保护。在我们的日常生活中经常会遇到这样一些情况:在我们正常收听广播或收看电视节目的时候如果户外有汽车驶过,很容易造成收听或收看质量下降;还有当我们在家玩电子游戏机时,常常造成邻居家电视机的某些频道无法正常收看;同样邻居家在播放录象时,我们自家电视机也能在某些频道收看。这样的例子足以说明:在我们日常生活的空间确实存在着另外一种环境污染——电磁污染。可以这样说,凡有电、有开关的设备均会产生电磁干扰。
                                  
    电磁兼容性有三方面的含义:
                                  
    ①电磁环境应是给定或可预期的;
                                  
    ②设备、分系统或系统不应产生超过标准或规范所规定的电磁骚扰发射(EMI)限值的要求。
                                  
    ③设备、分系统或系统应满足标准或规范所规定的电磁敏感性(EMS)限值或抗干扰度(Immunity)限值的要求。
                                  
    四、叉车类产品电磁兼容关心的问题
                                  
    1.叉车类产品的零部件:目前电动类叉车产品的电控基本以进口产品为主,或进口零件国内组装,因为中国没有相应的电磁兼容性方面的要求,在中国市场上的电控产品能否满足电磁兼容性的需要仍为未知数。电机产品、接插件、继电器、EPS部件、DC/DC变换器、仪器仪表、各类开关等零部件很少做过电磁兼容性试验,一些进口件或外资企业的产品除企业提供的CE声明外很难见到CE证书或报告。
                                  
    2.零部件的布置:零部件的布置对整机的电磁兼容性影响很大,即使零部件完全符合电磁兼容性的要求,进行布线后,由于导线的天线效应,仍可能导致叉车整车的电磁兼容性不符合要求。
                                  
    3.电缆的天线效应:电缆可以等效为电偶极子发射/接收天线,电缆屏蔽层上流过的骚扰电流能在电缆内导体上感应出骚扰电压。因此,进行良好的电缆布设及屏蔽处理将提高整机的电磁兼容性。
                                  
    五、叉车类产品的电磁兼容设计
                                  
    电磁兼容设计的发展经历了三个阶段:①问题解决法;② 规范法;③ 系统法。目前叉车类产品只能用问题解决法。即通过对叉车样机进行电磁兼容性测试,根据测试结果,对部分电路进行调整,以保证整机的电磁兼容性。
                                  
    一般而言,电磁兼容的实现,要从分析形成电磁干扰后果的基本要求出发。形成电磁干扰后果必须要其备三个要求:
                                  
    ①电磁骚扰源;
                                  
    ②耦合途径传输电磁骚扰的通路或媒介;
                                  
    ③敏感设备。
                                  
    为了实现产品的电磁兼容性,必须从以上三个基本要求出发,运用技术和组织两方面措施。所谓技术措施,就是从分析电磁骚扰源、耦合途径和敏感设备着手,采取有效的技术手段,抑制骚扰源,清除或减弱骚扰的耦合,降低敏感设备对骚扰的影响或增加电磁敏感性电平;为了对人为骚扰进行限制,并验证所采用的技术措施的有效性,还必须采取组织措施,制订和遵循一套完整的标准和规范,进行合理的频谱分配,控制与管理频谱的使用,依据频率、工作时间、天线方向性等规定工作方式,分析电磁环境并选择布置地域,进行电磁兼容性管理。
                                  
    我们应看到,对于电磁兼容指令这样的技术壁垒,一方面能起到在一定时期内限制不达标产品进入其市场,另一方面也会促进技术落后方奋直追。因此对于技术壁垒,我们作为落后方不应一味的抱怨,而应该对现有的产品进行试验→积累经验→建立设计模式→主动进行新产品的电磁兼容设计→进而要求在中国市场的叉车类产品满足国际相关标准或中国的相关标准的要求。
                                  
    综上所述,只是本人对叉车类产品电磁兼容性的粗浅认识,希望引起叉车生产企业的重视,提高产品的电磁兼容性,在世界市场上占据有利位置,同时也为国内的使用者创造出优良的环境。
 
     
 
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