นามธรรม
ในระบบโครงข่ายไฟฟ้าอุตสาหกรรมและระบบจ่ายไฟฟ้าพลเรือน สัญญาณรบกวนแบบคลื่นวงแหวนที่ลดทอนการสั่นเกิดขึ้นเนื่องจากการสลับสวิตช์แรงดันสูง การสั่นชั่วขณะของหม้อแปลง ความผิดพลาดทางไฟฟ้า และการสลับโหลดแบบเหนี่ยวนำ สัญญาณรบกวนชั่วขณะเหล่านี้จะส่งผลต่ออุปกรณ์ไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์ผ่านสายไฟและสายสัญญาณ ซึ่งอาจส่งผลให้เกิดความเสียหายต่ออุปกรณ์ การทำงานผิดพลาด และแม้กระทั่งความเสียหายของฮาร์ดแวร์ได้ง่าย ในฐานะเครื่องมือทดสอบ EMC ที่สำคัญ... เครื่องจำลองคลื่นวงแหวน เครื่องกำเนิดคลื่นวงแหวน (ring wave generator) สามารถจำลองการรบกวนแบบคลื่นวงแหวนในโลกแห่งความเป็นจริงภายใต้สภาวะห้องปฏิบัติการได้ โดยจะทำการทดสอบภูมิคุ้มกันตามมาตรฐาน GB/T 17626.12‑2023, IEC 61000‑4‑12 และมาตรฐานอื่นๆ เพื่อประเมินความสามารถในการต้านทานการรบกวนของอุปกรณ์ที่กำลังทดสอบ (EUT) ระบุจุดอ่อนของฉนวนและข้อบกพร่องในการป้องกันสัญญาณรบกวนของวงจรได้อย่างทันท่วงที และรับประกันการทำงานที่เสถียรของอุปกรณ์ในสภาพแวดล้อมทางไฟฟ้าที่ซับซ้อน LISUN โดยใช้เครื่องจำลองคลื่นวงแหวนซีรีส์ RWG61000‑12 เป็นวัตถุวิจัย บทความนี้อธิบายถึงกลไกการสร้างการรบกวนแบบคลื่นวงแหวน ฟังก์ชันหลักของเครื่องจำลอง พารามิเตอร์ทางเทคนิคที่สำคัญ และสถานการณ์การประยุกต์ใช้งานทางวิศวกรรมในอุตสาหกรรมต่างๆ เพื่อเป็นข้อมูลอ้างอิงสำหรับการทดสอบ EMC ภูมิคุ้มกันคลื่นวงแหวนในทางปฏิบัติ
บทนำ
อุปกรณ์ไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์สมัยใหม่ถูกนำไปใช้อย่างกว้างขวางในการควบคุมอุตสาหกรรม แท่นชาร์จพลังงานใหม่ อุปกรณ์ทางการแพทย์ เครื่องใช้ในครัวเรือน มิเตอร์วัดพลังงาน และสาขาอื่นๆ สภาพแวดล้อมการจ่ายพลังงานของอุปกรณ์เหล่านี้เต็มไปด้วยการรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้าชั่วคราวต่างๆ คลื่นวงแหวนเป็นพัลส์การสั่นแบบชั่วคราวที่ไม่ซ้ำกันและมีการลดทอน ซึ่งมักพบได้ในเครือข่ายจ่ายไฟกระแสสลับแรงดันต่ำ เมื่อสวิตช์แรงดันสูงทำงาน การสั่นแบบชั่วคราวจะเกิดขึ้นในขดลวดหม้อแปลง การสตาร์ท-หยุดของมอเตอร์ขนาดใหญ่ หรือความผิดพลาดจากการลัดวงจรเกิดขึ้นในระบบไฟฟ้า การสะท้อนของคลื่นเดินทางจะถูกกระตุ้นโดยความไม่ตรงกันของอิมพีแดนซ์สาย ทำให้เกิดพัลส์การสั่น 100 kHz ที่เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว แอมพลิจูดสูง และค่อยๆ ลดลง ซึ่งก็คือการรบกวนของคลื่นวงแหวนนั่นเอง
การรบกวนดังกล่าวส่งผลกระทบต่ออุปกรณ์ผ่านสายไฟและสายสัญญาณ และส่งผลต่อวงจรไฟฟ้าและส่วนต่อประสานสัญญาณ อุปกรณ์หลายชนิดทำงานได้ตามปกติภายใต้สภาวะการจ่ายไฟในห้องปฏิบัติการที่เหมาะสม แต่กลับพบความผิดปกติในการควบคุม การหยุดชะงักของการสื่อสาร และความผิดปกติในการทำงานหลังจากนำไปใช้งานในระบบไฟฟ้าจริง ความล้มเหลวจำนวนมากมีสาเหตุมาจากการรบกวนแบบคลื่นวงแหวน เพื่อหลีกเลี่ยงความเสี่ยงต่อความล้มเหลวของอุปกรณ์ที่เกิดจากสภาพแวดล้อมทางแม่เหล็กไฟฟ้าในสถานที่ ผลิตภัณฑ์จึงจำเป็นต้องผ่านการทดสอบความต้านทานต่อคลื่นวงแหวนตามมาตรฐานในระหว่างขั้นตอนการวิจัยและพัฒนาและการอนุมัติประเภท เครื่องจำลองคลื่นวงแหวนทำหน้าที่เป็นฮาร์ดแวร์หลักสำหรับการทดสอบดังกล่าว สามารถสร้างรูปคลื่นวงแหวนมาตรฐานในห้องปฏิบัติการได้โดยไม่ขึ้นอยู่กับสภาพสนามที่ซับซ้อน และทำให้การประเมินความต้านทานสามารถทำซ้ำได้และเปรียบเทียบได้ เพื่อเปิดเผยความเสี่ยงด้านการออกแบบที่ซ่อนอยู่ของผลิตภัณฑ์ล่วงหน้า ซึ่งเป็นอุปกรณ์ทดสอบที่ขาดไม่ได้สำหรับการตรวจสอบความเข้ากันได้ทางแม่เหล็กไฟฟ้า
1. หลักการทำงานและฟังก์ชันหลักของเครื่องจำลองคลื่นวงแหวน
เครื่องจำลองคลื่นวงแหวน หรือที่เรียกว่าเครื่องกำเนิดคลื่นวงแหวน ประกอบด้วยหน่วยเก็บพลังงานแรงดันสูง วงจรสร้างพัลส์ โมดูลขยายกำลัง วงจรเชื่อมต่อและตัดการเชื่อมต่อ (CDN) และระบบควบคุมการโต้ตอบระหว่างมนุษย์กับเครื่องจักร วงจรการสั่นแบบ LC จะสร้างรูปคลื่นการสั่นแบบหน่วงมาตรฐาน หลังจากขยายกำลังแล้ว จะได้สัญญาณพัลส์ที่มีแรงดันและกระแสตามที่กำหนด วงจรเชื่อมต่อและตัดการเชื่อมต่อจะส่งสัญญาณรบกวนเข้าไปในพอร์ตของอุปกรณ์ที่กำลังทดสอบ พร้อมทั้งแยกแหล่งจ่ายไฟหลักภายนอกออก เพื่อป้องกันไม่ให้พัลส์ทดสอบไปรบกวนโครงข่ายไฟฟ้าในทางกลับกัน และรับประกันความปลอดภัยในการทดสอบและความถูกต้องของรูปคลื่น
หน้าที่หลักของเครื่องจำลองคลื่นวงแหวนคือการจำลองการรบกวนจากคลื่นวงแหวนที่อุปกรณ์ไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์พบเจอในสถานการณ์จริง โดยจะจำลองพัลส์การสั่นแบบลดทอนที่เกิดจากการทำงานของสวิตช์แรงดันสูง การสั่นชั่วขณะของขดลวดหม้อแปลง ความผิดพลาดของระบบไฟฟ้า และการสลับโหลดแบบเหนี่ยวนำ สัญญาณรบกวนจะถูกส่งไปยังอุปกรณ์ที่กำลังทดสอบ (EUT) ตามข้อกำหนดรูปคลื่นมาตรฐานระดับชาติและระดับสากลสำหรับการทดสอบภูมิคุ้มกันแบบมาตรฐาน เพื่อประเมินระดับความต้านทานของ EUT ต่อการรบกวนจากคลื่นวงแหวน ในระหว่างการทดสอบ จุดอ่อนของฉนวนของอุปกรณ์ ข้อบกพร่องของวงจรไฟฟ้า และจุดอ่อนของวงจรป้องกันอินเทอร์เฟซสามารถตรวจพบได้ทันท่วงที เพื่อเป็นแนวทางในการปรับปรุงฮาร์ดแวร์ ทำให้มั่นใจได้ว่าอุปกรณ์จะทำงานได้อย่างต่อเนื่องและเสถียรหลังจากการใช้งานในสภาพแวดล้อมทางไฟฟ้าที่ซับซ้อน
ผู้ปฏิบัติงานสามารถปรับแอมพลิจูดแรงดันเอาต์พุต อิมพีแดนซ์เอาต์พุต ขั้วพัลส์ และเฟสการซิงโครไนซ์กับโครงข่ายไฟฟ้า เพื่อจำลองการรบกวนที่มีระดับความรุนแรงต่างกัน สถานะการทำงานของอุปกรณ์ที่ทดสอบ (EUT) ภายใต้การฉีดสัญญาณรบกวนจะถูกสังเกต การลดลงของประสิทธิภาพ ความผิดปกติของฟังก์ชัน และความเสียหายของฮาร์ดแวร์จะถูกประเมินเทียบกับเกณฑ์ข้อกำหนดของผลิตภัณฑ์เพื่อประเมินระดับภูมิคุ้มกัน LISUN เครื่องจำลองคลื่นวงแหวนซีรีส์ RWG61000‑12 มาพร้อมหน้าจอสัมผัสระบบ Android ภาษาจีน-อังกฤษ สำหรับการกำหนดค่าพารามิเตอร์ด้วยภาพและการบันทึกกระบวนการทดสอบอัตโนมัติ ซึ่งเหมาะสำหรับการทดสอบการปฏิบัติตามมาตรฐาน EMC ในหลายอุตสาหกรรม
2 พารามิเตอร์หลักของ LISUN เครื่องจำลองคลื่นวงแหวน RWG61000‑12 ซีรีส์
การขอ LISUN เครื่องจำลองคลื่นวงแหวนซีรีส์ RWG61000‑12 ประกอบด้วยสี่รุ่น ครอบคลุมระดับเอาต์พุต 4 kV และ 6 kV โดยมีวงจรต่อและแยกสายห้าสายแบบเฟสเดียวและสามเฟสตามลำดับ เหมาะสำหรับเครื่องใช้ไฟฟ้าในครัวเรือนแบบเฟสเดียว มิเตอร์ และอุปกรณ์อุตสาหกรรมแบบสามเฟส ซีรีส์นี้เป็นไปตามมาตรฐาน GB/T 17626.12‑2023, IEC 61000‑4‑12:2017, EN 61000‑4‑12:2017, GJB151B‑2013 และมาตรฐานอื่นๆ ข้อมูลจำเพาะทางเทคนิคหลักแสดงอยู่ในตารางที่ 1
ตารางที่ 1 ข้อมูลจำเพาะหลักของเครื่องจำลองคลื่นวงแหวน RWG61000‑12 ซีรีส์
| LISUN รุ่น | RWG61000‑12 | RWG61000‑12T | RWG61000‑12A | RWG61000‑12AT |
| สูงสุด แรงดันขาออก | 4 kV | 4 kV | 6 kV | 6 kV |
| แม็กซ์ กระแสไฟขาออก | 333 A±10% @12 Ω;133 A±10% @30 Ω | 333 A±10% @12 Ω;133 A±10% @30 Ω | 500 A±10% @12 Ω;200 A±10% @30 Ω | 500 A±10% @12 Ω;200 A±10% @30 Ω |
| รูปคลื่นแรงดัน/กระแสไฟฟ้า | เวลาที่แรงดันวงจรเปิดเพิ่มขึ้น: 0.5 ไมโครวินาที; เวลาที่กระแสลัดวงจรเพิ่มขึ้น: 0.2 ไมโครวินาที - 1 ไมโครวินาที; ความถี่การสั่น: 100 กิโลเฮิร์ตซ์ ± 10% | เวลาที่แรงดันวงจรเปิดเพิ่มขึ้น: 0.5 ไมโครวินาที; เวลาที่กระแสลัดวงจรเพิ่มขึ้น: 0.2 ไมโครวินาที - 1 ไมโครวินาที; ความถี่การสั่น: 100 กิโลเฮิร์ตซ์ ± 10% | เวลาที่แรงดันวงจรเปิดเพิ่มขึ้น: 0.5 ไมโครวินาที; เวลาที่กระแสลัดวงจรเพิ่มขึ้น: 0.2 ไมโครวินาที - 1 ไมโครวินาที; ความถี่การสั่น: 100 กิโลเฮิร์ตซ์ ± 10% | เวลาที่แรงดันวงจรเปิดเพิ่มขึ้น: 0.5 ไมโครวินาที; เวลาที่กระแสลัดวงจรเพิ่มขึ้น: 0.2 ไมโครวินาที - 1 ไมโครวินาที; ความถี่การสั่น: 100 กิโลเฮิร์ตซ์ ± 10% |
| ขั้วเอาท์พุท | บวก ลบ บวก-ลบสลับกัน | บวก ลบ บวก-ลบสลับกัน | บวก ลบ บวก-ลบสลับกัน | บวก ลบ บวก-ลบสลับกัน |
| มุมเฟส | ปรับได้แบบอะซิงโครนัสและซิงโครนัส 0°‑360° | ปรับได้แบบอะซิงโครนัสและซิงโครนัส 0°‑360° | ปรับได้แบบอะซิงโครนัสและซิงโครนัส 0°‑360° | ปรับได้แบบอะซิงโครนัสและซิงโครนัส 0°‑360° |
| ความต้านทานเอาท์พุท | 12 โอห์ม, 30 โอห์ม | 12 โอห์ม, 30 โอห์ม | 12 โอห์ม, 30 โอห์ม | 12 โอห์ม, 30 โอห์ม |
| เครือข่ายการเชื่อมต่อและการแยกการเชื่อมต่อ (CDN) | 16. CDN เฟสเดียว | 20. CDN แบบสามเฟส 5 สาย | 16. CDN เฟสเดียว | 20. CDN แบบสามเฟส 5 สาย |
| พาวเวอร์ซัพพลาย | ไฟฟ้ากระแสสลับ 220 โวลต์ (110 โวลต์เป็นตัวเลือก) ±10%, 50/60 เฮิรตซ์ | ไฟฟ้ากระแสสลับ 220 โวลต์ (110 โวลต์เป็นตัวเลือก) ±10%, 50/60 เฮิรตซ์ | ไฟฟ้ากระแสสลับ 220 โวลต์ (110 โวลต์เป็นตัวเลือก) ±10%, 50/60 เฮิรตซ์ | ไฟฟ้ากระแสสลับ 220 โวลต์ (110 โวลต์เป็นตัวเลือก) ±10%, 50/60 เฮิรตซ์ |
| น้ำหนักรวม | ประมาณ 28 กก. | ประมาณ 46 กก. | ประมาณ 45 กก. | ประมาณ 48 กก. |
ดังแสดงในพารามิเตอร์ข้างต้น เครื่องจำลองคลื่นวงแหวนนี้มีค่าความต้านทานเอาต์พุตมาตรฐานสองค่า ได้แก่ 12 Ω และ 30 Ω ซึ่งสอดคล้องกับเงื่อนไขการทดสอบที่มีความต้านทานแหล่งกำเนิดต่างกันตามที่ระบุไว้ในมาตรฐาน รองรับการกระตุ้นแบบซิงโครนัสความถี่ไฟฟ้ากระแสสลับตั้งแต่ 0° ถึง 360° ซึ่งสามารถจำลองสถานการณ์ที่เกิดการรบกวนของคลื่นวงแหวนที่มุมเฟสใดๆ ของแรงดันไฟฟ้าความถี่ไฟฟ้า และช่วยเพิ่มความสามารถในการทำซ้ำของการทดสอบ รุ่น 4 kV เหมาะสำหรับเครื่องใช้ไฟฟ้าในครัวเรือนและอุปกรณ์ควบคุมอุตสาหกรรมทั่วไป ในขณะที่รุ่น 6 kV RWG61000-12A และ RWG61000-12AT เหมาะสำหรับอุปกรณ์ไฟฟ้าและผลิตภัณฑ์พลังงานใหม่ที่มีระดับความรุนแรงสูงกว่า CDN แบบเฟสเดียวเหมาะสำหรับเครื่องใช้ไฟฟ้าในครัวเรือนขนาดเล็กและมิเตอร์ไฟฟ้า ส่วน CDN แบบสามเฟสห้าสายใช้สำหรับตัวแปลงความถี่ มอเตอร์สามเฟส และอุปกรณ์อุตสาหกรรมอื่นๆ ครอบคลุมผลิตภัณฑ์ที่หลากหลาย
3 การประยุกต์ใช้งานในภาคอุตสาหกรรมของเครื่องจำลองคลื่นวงแหวน
เครื่องจำลองคลื่นวงแหวนถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในการวิจัยและพัฒนาผลิตภัณฑ์ การตรวจสอบความน่าเชื่อถือ และการทดสอบประเภทในอุตสาหกรรมการควบคุมและพลังงาน พลังงานใหม่ เครื่องใช้ไฟฟ้าสำหรับผู้บริโภค อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ทางการแพทย์ และภาคส่วนอื่นๆ
ในอุตสาหกรรมการควบคุมอุตสาหกรรมและอุปกรณ์ไฟฟ้า อุปกรณ์ PLC, เซอร์โวไดรฟ์, เราเตอร์อุตสาหกรรม, มิเตอร์วัดพลังงาน และอุปกรณ์ป้องกันรีเลย์ จำเป็นต้องผ่านการทดสอบความทนทานต่อสัญญาณรบกวนจากสายไฟด้วยเครื่องจำลองคลื่นวงแหวน ซึ่งจำลองสัญญาณรบกวนแบบสั่นลดทอนที่เกิดจากการสตาร์ท-หยุดมอเตอร์และการสลับหม้อแปลงในโรงงาน การทดสอบเหล่านี้สามารถตรวจจับความล่าช้าของคำสั่ง ข้อผิดพลาดในการสื่อสาร และการทำงานผิดพลาดของรีเลย์ และประเมินประสิทธิภาพของฉนวน เพื่อป้องกันอุปกรณ์เสียหายในสถานที่ และรับประกันการทำงานที่ปลอดภัยของสายการผลิตและระบบจำหน่ายไฟฟ้า
ในภาคส่วนพลังงานใหม่และอิเล็กทรอนิกส์ยานยนต์ พอร์ตรับพลังงานและพอร์ตสื่อสาร CAN ของชุดชาร์จ AC/DC จำเป็นต้องผ่านการทดสอบภูมิคุ้มกันต่อคลื่นวงแหวนโดยใช้เครื่องจำลองคลื่นวงแหวน เพื่อจำลองความผิดปกติของโครงข่ายไฟฟ้าและความผิดปกติของคลื่นวงแหวนที่เกิดจากการสวิตช์ภายในของชุดชาร์จ เพื่อตรวจสอบว่าการชาร์จหยุดชะงักและการสื่อสารล้มเหลวหรือไม่ ระบบจัดการแบตเตอรี่ (BMS) และเครื่องชาร์จในตัว (OBC) ของยานยนต์ยังสามารถใช้เครื่องจำลองคลื่นวงแหวนเพื่อจำลองการรบกวนจากการสั่นสะเทือนชั่วคราวของระบบจ่ายไฟของยานยนต์และรับประกันการทำงานที่เชื่อถือได้ของชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ในตัวรถ
สำหรับเครื่องใช้ไฟฟ้าในครัวเรือนและอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภค เช่น ตู้เย็น เครื่องปรับอากาศ เครื่องซักผ้า อะแดปเตอร์แปลงไฟ และปลั๊กไฟอัจฉริยะ จะใช้เครื่องจำลองคลื่นวงแหวนเพื่อจำลองการรบกวนของคลื่นวงแหวนที่เกิดจากการสตาร์ท-หยุดคอมเพรสเซอร์และการสลับเครื่องใช้ไฟฟ้ากำลังสูงในระบบไฟฟ้าภายในบ้าน เพื่อตรวจสอบว่าอุปกรณ์จะเสียหายหรือทำงานผิดปกติหรือไม่ และวงจรป้องกันของพอร์ตจ่ายไฟจะได้รับการปรับให้เหมาะสมล่วงหน้าเพื่อเพิ่มความน่าเชื่อถือของผลิตภัณฑ์สำหรับผู้บริโภค
อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ทางการแพทย์ต้องการความน่าเชื่อถือในการใช้งานสูง เครื่องตรวจวัดสัญญาณชีพผู้ป่วย อุปกรณ์อัลตราโซนิก เครื่องปั๊มยา และเครื่องมือทางการแพทย์อื่นๆ จะต้องใช้เครื่องจำลองคลื่นวงแหวนเพื่อจำลองการรบกวนของคลื่นวงแหวนในระบบไฟฟ้าที่เกิดจากการสลับการทำงานของอุปกรณ์ขนาดใหญ่ในโรงพยาบาล เช่น เครื่อง CT และ MRI เพื่อตรวจสอบว่าไม่มีการคลาดเคลื่อนของข้อมูลหรือการทำงานผิดพลาดเกิดขึ้น เพื่อรับประกันความปลอดภัยในการวินิจฉัย
4. ความสำคัญเชิงปฏิบัติและบทสรุป
ปรากฏการณ์คลื่นวงแหวนเกิดขึ้นจริงในเครือข่ายจ่ายไฟ และความล้มเหลวของผลิตภัณฑ์จำนวนมากในสถานที่ปฏิบัติงานมีต้นกำเนิดมาจากผลกระทบของคลื่นวงแหวน เครื่องจำลองคลื่นวงแหวนช่วยให้สามารถทดสอบในห้องปฏิบัติการได้อย่างเป็นมาตรฐานและทำซ้ำได้ โดยไม่ต้องสร้างสภาพแวดล้อมที่ซับซ้อนในสถานที่ปฏิบัติงาน สามารถจำลองพัลส์การสั่นแบบลดทอนในโลกแห่งความเป็นจริงเพื่อประเมินภูมิคุ้มกันของอุปกรณ์ที่กำลังทดสอบ (EUT) ค้นหาจุดอ่อนของฉนวนและข้อบกพร่องของวงจรป้องกัน และเป็นแนวทางในการปรับปรุงการออกแบบแผงวงจรพิมพ์ (PCB) การออกแบบระบบสายดิน และการเลือกส่วนประกอบป้องกันไฟกระชาก ความน่าจะเป็นของความล้มเหลวของอุปกรณ์ในสถานที่ปฏิบัติงานสามารถลดลงได้ตั้งแต่ขั้นตอนการวิจัยและพัฒนา
การขอ LISUN ซีรี่ส์ RWG61000‑12 เครื่องจำลองคลื่นวงแหวน ตรงตามข้อกำหนดด้านรูปคลื่นของมาตรฐานระดับชาติ มาตรฐานทางทหาร และมาตรฐานสากลอย่างครบถ้วน การกำหนดค่าแบบเฟสเดียวและสามเฟสหลายรูปแบบตอบสนองความต้องการของห้องปฏิบัติการวิจัยและพัฒนา และสถาบันทดสอบของบุคคลที่สาม การทดสอบภูมิคุ้มกันคลื่นวงแหวนไม่ได้มีไว้เพื่อการรับรองการปฏิบัติตามข้อกำหนดเท่านั้น แต่ยังเป็นแนวทางที่สำคัญในการเพิ่มความสามารถในการปรับตัวให้เข้ากับสภาพแวดล้อมและความน่าเชื่อถือของอุปกรณ์ไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์ ด้วยการแพร่หลายอย่างต่อเนื่องของอุปกรณ์อุตสาหกรรมและอุปกรณ์พลังงานใหม่ เครื่องจำลองคลื่นวงแหวนจะมีบทบาทสำคัญมากขึ้นในการตรวจสอบ EMC
Tags:RWG61000-12อีเมล์ของคุณจะไม่ถูกเผยแพร่ ช่องที่ต้องการถูกทำเครื่องหมาย *