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1、2018/10/19,CEPREI EMC LAB,电 磁 兼 容 检 验,2018/10/19,CEPREI EMC LAB,第一章 谐波电流发射测量, GB17625.1-2003 idt IEC 61000-3-2:2001 电磁兼容 限值 谐波电流发射限值 （设备每相输入电流16A） 介绍,2018/10/19,CEPREI EMC LAB,一、标准背景,GB17625.1-2003是众多电子电器产品认证检验的一个重要依据标准。等同采用IEC 61000-3-2:2001第2.1版。目前实施的有效谐波电流标准是GB17625.1-1998 IEC 61000-3-2:1995低压电气及
2、电子设备发出的谐波电流限值(设备每相输入电流16A)，它等效于IEC 61000-3-2:1995。该标准制定的时间较早，随着电子电气产品的发展和技术进步，在实施中发现存在一些固有的缺陷和不足，已不能较好满足电子电气产品的需求，谐波电流的国际标准在不断的修订和完善，国内的相关标准制定部门也及时跟进，对该标准进行了更新。更新后的标准即为GB17625.1-2003，该标准于2003年2月9日发布，并于2003年5月1日正式实施。,2018/10/19,CEPREI EMC LAB,IEC61000-3-2标准由国际电工委员会（IEC）第77工作组（TC77）维护和发布，目前已有2001年第2.1
3、版。新版IEC61000-3-2标准在技术上继承了1995版的2000年修订案A14等。可以说，与旧版相比，新版对电子产品的谐波电流发射限值有所放松。这主要体现在： 1）对D类产品的界定上。一般地说，D类产品的谐波电流发射限值是比较严格的，但新标准只将个人计算机、显示器和电视接收机定义为D类设备； 2）对20次以上奇次高阶单次谐波电流限值的放松（但总谐波含量不超过限值）。,2018/10/19,CEPREI EMC LAB,二、基本概念,一个周期函数可以分解为傅立叶级数，表示为多级正弦函数的和式，即可把周期信号当作是正弦函数的基波与高次谐波的合成。所以，我们可以将设备的电流波形分解为基波和高次
4、谐波，通过特定的仪器测量高次谐波含量。GB17625.1考虑到第40次谐波电流含量。,2018/10/19,CEPREI EMC LAB,三、谐波的危害,大量的非线性设备应用，会造成电网电压波形畸变，使电网电能质量下降。当电网中存在过量的谐波电流，不仅会使发电机的效率降低，严重时还会造成发电机和电网设备的损坏，同时还会影响电网用户设备的正常工作，比如计算机运算出错，电视机画面翻滚。正是出于保护共用电网电能质量，保障电网和用户设备的正常进行，IEC提出了谐波电流限值标准。,2018/10/19,CEPREI EMC LAB,四、标准的适用范围 及新旧标准变化,该标准只对接入频率为50Hz/60H
5、z、相电压为220V/230V/240V的低压供电系统且每相输入电流不大于16A的设备提出谐波电流限值要求。 该标准是一个通用电磁兼容标准。一般地说，适合于本标准的产品类别较多，如家用电器、电动工具、电气照明设备、信息技术设备、影音设备等等。,2018/10/19,CEPREI EMC LAB,新旧标准变化情况：修改了标准的名称，采用IEC 61000-3-2标准的名称；增加了非专用电弧焊设备；增加了总谐波电流、待机模式等术语的定义,删除了相位控制等术语的定义；删除了设备分类流程图和判定D类设备的“特殊波形”，明确规定了D类设备的类型；修改了谐波电流测量的条款；增加了确定设备适用性的流程图；增
6、加了有功输入功率不大于25W的放电灯谐波电流限值；修改了附录B“对测量设备的要求”；修改了电视接收机的试验条件；增加了空调器和非专用电弧焊等设备的试验条件。,2018/10/19,CEPREI EMC LAB,五、设备的分类,分类是按照谐波电流限值不同而进行的。A类：平衡的三相设备;家用电器，不包括列入D类的设备；工具，不包括便携式工具；白炽灯调光器；音频设备；以及除以下几类设备外的所有其他设备B类：便携式工具；不属于专用设备的电弧焊设备C类：照明设备D类：有功功率不大于600W下列设备：个人计算机和个人计算机显示器；电视接收机。B类、C类和D类设备定义比较简单，A类的区分比较复杂。,2018
7、/10/19,CEPREI EMC LAB,六、通用要求,1、 控制方法的要求 一般不允许对设备采用非对称相位控制方法，也不允许直接对供电源进行半波整流。例外允许的情况是： 1）它们是检测不安全状况的唯一可用的方法； 2）被控制的有功功率100W； 3）被控制的设备由双芯软电缆供电且只短时使用，如几分钟。如满足上述三个条件中的一个，半波整流可用于任何用途，而非对称控制仅适用于电动机的控制。这类设备包括电吹风、厨房电器和便携式工具，但并不限于此。,2018/10/19,CEPREI EMC LAB,容易在输入电流中产生低次（n40）谐波的对称控制法，只要是完全的正弦波电源，输入功率不大于200W
8、，或未超过表3的限值，可用于加热元件供电功率的控制。作为一个整体，主要用途不是加热的专用设备，应对照相关的限值进行谐波试验。例如：复印机的主要用途不是加热，而电炊具的主要用途是加热。尽管在上述条件下允许采用非对称控制和半波整流，但这些设备仍需符合标准中谐波电流的限值的要求。另外标准规定，采用对称控制短时工作的家用电器按A类设备进行试验。,2018/10/19,CEPREI EMC LAB,2、 测量方法2.1 标准附录C给出了多种设备的谐波电流测量试验条件。对于附录C中未列出的设备，发射测量应在用户操作控制下或自动程序设定在正常工作状态下，预计产生最大总谐波电流（THC）的模式进行。这是规定了
9、发射试验时设备的配置，而不是要求测量THC值或寻找最恶劣状态下的发射。 2.2 谐波电流限值仅适用于线电流而非中性线电流。对于单相设备，允许测量中性线的电流代替线电流。,2018/10/19,CEPREI EMC LAB,2.3 根据制造商提供的信息对受试设备进行测量。为了保证测量结果符合正常使用时的状况，在试验开始前，可能需要由制造商启动电动机预运行。2.4 当限值是以功率的形式给出时，该功率值应在试验过程中被用来确定限值。谐波电流和有功输入功率应在相同的试验条件下测量，但不需同时测量。,2018/10/19,CEPREI EMC LAB,2.5 对于C类设备，制造商规定的基波电流和功率因数
10、应被用于限值的计算。基波电流分量和功率因数由制造商测量和规定，如同D类限值的计算而测量和规定功率一样。所用的功率因数值应从与电流基波分量值相同的DFT测量窗获得。 2.6 当手动或自动的将设备投入或退出运行状态，持续时间小于10s的谐波电流不予考虑。被试设备不应在待机模式下超过任何观测周期的10%。 2.7 对于安装在机柜或机箱内的组合式设备，若分立单元可以单独接到电网中，则只需对各分立单元进行谐波电流测量，而不必考核组合式设备整体。,2018/10/19,CEPREI EMC LAB,七、谐波电流限值,下列类型设备的限值在本标准中未作规定： 额定功率75W及以下的设备，照明设备除外（将来该值
11、可能从75W减小到50W）； 总额定功率大于1kW的专用设备； 额定功率不大于200W的对称控制加热元件； 额定功率不大于1kW的白炽灯独立调光器。,2018/10/19,CEPREI EMC LAB,1、 A类设备的谐波电流限值 A类设备的谐波电流限值是有效值，单位为安培。这对于功率较低的影音设备和信息技术设备（假定其为A类设备）而言，该限值并不算严格，但应注意的是不要忽视20次以上的高次谐波电流问题。 2、 B类设备的谐波电流限值 B类设备的谐波电流限值是A类设备的限值的1.5倍。,2018/10/19,CEPREI EMC LAB,3、 C类设备的谐波电流限值 3.1 有功输入功率大于2
12、5W对于有功输入功率大于25W的照明电器，谐波电流不应超过C类设备的相关限值。但是，A类设备的限值适用于带有内置式调光器或壳式调光器的白炽灯灯具。对于带有内置式调光器、独立式调光器或壳式调光器的放电灯具，适用于下列条件： 在最大负荷状态下谐波电流不应超过C类设备的相关限值给出的百分数限值； 在任何调光位置，谐波电流不应超过最大负荷条件下允许的电流值；设备应按照C.5规定的条件进行试验。,2018/10/19,CEPREI EMC LAB,3.2 有功输入功率不大于25W对于有功功率不大于25W的放电灯，应符合下列两项要求中的一项： 谐波电流不超过表3第2栏中与功率相关的限值； 用基波电流百分数
13、表示的3次谐波电流不应超过86%，5次谐波不超过61%；而且，假设基波电源电压过零点为0，输入电流波形应是60或之前开始流通，65或之前有最后一个峰值（如果在半个周期内有几个峰值），在90前不应停止流通。如放电灯带有内置式调光器，测量仅在满负荷条件下进行。,2018/10/19,CEPREI EMC LAB,4、 D类设备的谐波电流限值 4.1 只限制奇次谐波电流。 4.2 奇次谐波电流不仅要符合最大允许谐波电流，还要符合“每瓦功率允许的最大谐波电流”。可以说对D类设备的要求是比较严格的，而实际情况却是D类设备的谐波电流往往比较大。至于为什么这样要求，应该说是考虑到D类设备应用非常广泛，又经常
14、是连续运转，客观上又经常同时使用。如此多的D类设备同时工作，它们产生的谐波电流在合成（矢量合成）后对电网电能质量的影响将是不能不考虑的。,2018/10/19,CEPREI EMC LAB,过去人们针对D类设备谐波电流发射较大的问题，多采用对电流波形整形的办法：也就是采取一定措施使电流波形的上升沿及下降沿不再那么陡峭，从而使设备由D类（按GB17625.1-1998）变为A类，由此限值得到放松。这个对策目前暂时还是有效的。但可以预料，在今年5月1日新的国标（GB17625.1-2003）正式实施后，技术难度将加大。,2018/10/19,CEPREI EMC LAB,八、谐波电流测量仪器,谐波
15、测量设备一般由两部分组成：精密电源单元与测量仪表单元。要求电源部分能向被测设备提供良好波形的电压源、负载能力和平坦的阻抗特性。通常的市电，甚至通过稳压整形后，其电压可能还存在一定程度的畸变率，不能很好满足标准中附录A的要求。此时精密电源单元是必须的。一般实验室都使用可编程精密电源作为谐波测量仪的电源部分。,2018/10/19,CEPREI EMC LAB,标准规定测量仪表单元必须是离散付氏变换（FFT）的时域测量仪器。时域谐波测量仪器能够连续、准确地同时测量全部各次谐波所涉及的幅值、相位角等需要量。目前实验室多采用以FFT为频谱分析原理的谐波测量仪，而且通常是与电源在一起的组合式。测量仪的前
16、级为采样电路、模-数变化器，后级是FFT分析仪（可以利用PC机实现）。为了尽可能不改变电源及被测设备的电路特性的，要求整个测量设备的输入阻抗（主要是采样电阻）上的电压降不超过1.5V。,2018/10/19,CEPREI EMC LAB,九、试验条件,标准中规定了部分类型设备谐波电流的试验条件。对于没有提到的设备，发射测量应在用户操作控制下或自动程序设定在正常工作状态下，预计产生最大总谐波电流（THC）的模式进行。这是规定了发射试验时设备的配置，而不是要求测量THC值或寻找最恶劣状态下的发射。几种典型设备的试验条件：,2018/10/19,CEPREI EMC LAB,1、 彩色电视机 电视接收机按照GB/T 17309.1规定的条件进行试验。试验条件和电视接收机的设置应与功率消耗的测量相同。,2018/10/19,CEPREI EMC LAB,2、 声频功率放大器 首先确定测试时对被测设备的输入信号类型：比较音频输入端在无信号输入与有额定信号源电动势之间输入信号，若引起设备输入电流变化小于最大电流的15%，则在无输入信号下试验；否则，按如下条件测量：音质、音色等控制功能调整至可获得最宽平坦的频响特性，输入是带有上下边带限制的白噪声信号。,
