电磁兼容测试与整改及案例分析

工业自动化现场典型EMC问题案例解析概述工业自动化领域的EMC（电磁兼容性）问题是工程师们在设计和维护自动化设备时经常面临的挑战之一。

在工业生产现场，各种电磁干扰可能会导致设备故障、系统失效甚至安全隐患。

对于工业自动化现场中典型的EMC问题进行案例分析和解析对于工程师们解决类似问题具有重要的指导意义。

一、案例一：电机频率变化导致PLC系统干扰1.问题描述在一家制造车间的自动化生产线上，PLC系统经常出现通信故障和数据丢失的问题。

经过检查发现，在车间的电动机频率变化较大时，PLC 系统工作不稳定。

2.分析电动机频率变化产生的电磁干扰可能干扰了PLC系统的正常工作。

电动机在启动、停止和加速过程中会产生电磁干扰，这些干扰信号可能通过电源线、信号线等途径传播到PLC系统中，导致系统故障。

3.解决方法（1）确保电动机和PLC系统的电源线分开布置，避免电磁干扰传播；（2）在电动机及其控制设备上安装滤波器，减小电磁干扰的影响；（3）使用屏蔽性能更好的电缆和连接器，减少电磁干扰的传播。

二、案例二：工厂内部无线通信干扰导致传感器数据错误1.问题描述在一个大型工厂中，使用了大量的无线传感器进行生产数据的采集和监控。

最近发现部分传感器的数据出现异常，导致生产过程中出现偏差和错误。

2.分析大型工厂内部存在大量无线设备，如Wi-Fi、蓝牙等，这些设备可能会影响无线传感器的正常工作。

特别是在工厂内部存在金属结构和大型设备时，无线信号会受到反射和衰减，增加了无线通信的干扰风险。

3.解决方法（1）对工厂内部的无线通信设备布局进行优化，避免相互干扰；（2）使用具有抗干扰性能的传感器和通信模块；（3）在传感器安装位置周围增加屏蔽措施，减少外部干扰的影响。

三、案例三：工业设备电磁兼容性测试不合格1.问题描述一家工业设备制造商在进行产品CE认证时，发现其设备未通过电磁兼容性测试。

2.分析可能存在以下原因导致设备未通过电磁兼容性测试：设备内部存在较大的电磁干扰源，或者设备自身对外部电磁干扰的抵抗能力不足。

电磁兼容性（EMC）测试方法与整改指南电磁兼容性（EMC）是电子设备存在于电磁环境中而不会对该环境中的其他电子设备造成干扰或干扰的能力。

EMC通常分为两类：1.辐射- 电子设备发出的电磁干扰可能会对同一环境中的其他电子设备造成干扰/故障。

也称为电磁干扰（EMI）。

2.免疫/易感性- 免疫是指电子设备在电磁环境中正常运行而不会因其他电子设备发出的辐射而发生干扰/故障的能力，易感性基本上与免疫力相反，因为设备对电磁干扰的免疫力越小，它就越容易受到影响，通常抗扰度测试是不是必需的用于在澳大利亚，新西兰，北美和加拿大销售/分销消费/商用型产品。

电磁兼容性排放EMC排放进一步细分为两类：1.辐射排放2.进行排放电磁场由以下部分组成：1.电场（电场） - 通常以伏/米（V / M）为单位测量2.磁场（H场） - 通常以每米安培（A / m）为单位测量电磁场的这两个分量本身是两个独立的场，但不是完全独立的现象。

电场和H场彼此成直角移动。

辐射发射（E-Field）：辐射发射是源自电子或电气设备内部产生的频率的电磁干扰（EMI）或干扰。

辐射发射可能会带来严苛的合规性问题，对于一些一般性指导，请查看我们的文章 EMC辐射发射常见问题和解决方案。

辐射发射直接从设备的机箱或通过互连电缆（如信号端口，有线端口，如电信端口或电源导线）通过空气传播。

一个很好的例子是HDMI端口和可以从这些电缆辐射的相关EMI，我们用它作为案例研究，文章可以在这里找到; 符合EMC辐射发射测试（EMI）。

在EMC测试期间，使用频谱分析仪和/或EMI接收器以及合适的测量天线进行辐射发射测量。

EMC辐射发射测试方法辐射发射（H场）：电磁波的磁性成分使用频谱分析仪和/或EMI 接收器以及合适的测量天线。

典型的磁场天线包括环形天线，并且还包括根据CISPR 15的特定天线，例如Van Veen Loop。

Van Veen环形天线基本上是三个环形天线，它们一起构成三个轴（X，Y和Z）的产品磁场发射。

电磁兼容整改措施概述及解释说明1. 引言1.1 概述电磁兼容（Electromagnetic Compatibility，简称EMC）是指在复杂电磁环境下，各种电子设备和系统能够正常工作，并且不会对周围环境和其他设备产生不可接受的干扰。

随着科技的快速发展和广泛应用，电磁兼容性问题日益突出，给人们的日常生活、工业生产以及航空航天等领域带来了许多挑战。

1.2 文章结构本文主要分为五个部分。

首先，在引言中将介绍电磁兼容整改措施的概述以及文章的结构；其次，在第二部分中阐述了电磁兼容整改措施的解释说明，包括对电磁兼容概念进行解释、分析电磁干扰问题产生原因以及为何需要采取整改措施；第三部分将对电磁兼容整改措施进行分类和方法论述，涉及线缆布置与屏蔽处理相关措施、地线设计和接地处理相关措施以及EMI滤波器和抑制器的应用措施；第四部分将通过具体案例，提供电磁兼容整改措施的实施细节和分析；最后，在结论部分总结了电磁兼容整改的重要性、整改措施实施对产品或系统绩效的影响以及未来发展趋势和挑战。

1.3 目的本文的目的是介绍和解释电磁兼容整改措施的基本概念与原理，为读者提供一种了解和应用这些措施的方法。

通过深入理解电磁兼容整改问题，读者可以有效地识别和解决相关问题，并采取相应的措施来确保设备和系统在复杂电磁环境中的正常运行。

2. 电磁兼容整改措施解释说明:2.1 电磁兼容概念解释电磁兼容指的是在电子设备或系统中，各种不同的电子设备能够在不产生互相干扰或受到外界干扰的情况下协同工作的能力。

在现代科技发展中，电子设备越来越复杂，频谱资源日益紧张，因此保持良好的电磁兼容性显得尤为重要。

2.2 电磁干扰问题分析在电子设备中，存在着各种类型的电磁场，包括辐射、传导和导耦等。

这些电磁场可能会对其他附近的设备或系统造成干扰，导致无法正常工作或降低性能。

例如，在无线通信系统中，如果存在强大的脉冲噪声源，则可能会引起接收器敏感度下降或信号质量恶化。

emc电磁兼容设计与测试案例分析
电磁兼容性（EMC）设计和测试案例分析是指在设计、制造和入
网系统产品时，使用规范和测试方法，检测出其EMC行为。

本文将介
绍用于EMC设计和测试的常用方法和技术，以及常见的案例分析。

首先，要搞清楚EMC测试的目的。

有两个主要的方面需要考虑：
一是抑制电磁波的发射，以确保其周围环境或附近系统不受EMC污染；二是防止EMC干扰自身系统。

为了做到这一点，需要考虑系统的整体
结构，特别是各组件之间的共性与局部信号分布特性，以及由各组件
信号导致的EMC干扰和故障影响。

其次是EMC设计方法。

EMC设计流程主要包括总体设计、EMC抑制、EMC测试、仿真分析和调试调试等等。

具体的步骤就是可用性分析、选择民用和兼容的电子元器件、排列电子元器件、降低EMC/EMI噪声源、分离电源和电路、抑制电缆电磁感应、引入EMI抑制组件、使用EMC封装等等。

最后是EMC测试案例分析。

常见的EMC案例分析包括测试电源线
的EMC性能、测试产品的电磁干扰抑制治理能力等。

通常，测试主要
通过发射测量等标准EMC测试方法来完成，以确定产品能够在EMC环
境中正常运行，减少EMC/EMI干扰对其他系统的损害。

电磁兼容EMC测试不过整改思路及方案总结电磁兼容EMC测试整改方案：1、150kHz-1MHz，以差模为主，1MHz-5MHz，差模和共模共同起作用，5MHz 以后基本上是共模。

差模干扰的分容性藕合和感性藕合。

一般1MHz以上的干扰是共模，低频段是差摸干扰。

用一个电阻串一个电容后再并到Y电容的引脚上，用示波器测电阻两引脚的电压可以估测共模干扰。

2、保险过后加差模电感或电阻。

3、小功率电源可采用PI型滤波器处理(建议靠近变压器的电解电容可选用较大些)。

4、前端的π型EMI零件中差模电感只负责低频EMI，体积别选太大(DR8太大，能用电阻型式或DR6更好)否则幅射不好过，必要时可串磁珠，因为高频会直接飞到前端不会跟着线走。

5、传导冷机时在0.15MHz-1MHz超标，热机时就有7dB余量。

主要原因是初级BULk电容DF值过大造成的，冷机时ESR比较大，热机时ESR比较小，开关电流在ESR上形成开关电压，它会压在一个电流LN线间流动，这就是差模干扰。

（114检测网）解决办法是用ESR低的电解电容或者在两个电解电容之间加一个差模电感。

6、测试150kHz总超标的解决方案：加大X电容看一下能不能下来，如果下来了说明是差模干扰。

如果没有太大作用那么是共模干扰，或者把电源线在一个大磁环上绕几圈，下来了说明是共模干扰。

如果干扰曲线后面很好，就减小Y 电容，看一下布板是否有问题，或者就在前面加磁环。

7、可以加大PFC输入部分的单绕组电感的电感量。

8、PWM线路中的元件将主频调到60kHz左右。

9、用一块铜皮紧贴在变压器磁芯上。

10、共模电感的两边感量不对称，有一边匝数少一匝也可引起传导150kHz-3MHz超标。

11、一般传导的产生有两个主要的点：200kHz和20MHz左右，这几个点也体现了电路的性能;200kHz左右主要是漏感产生的尖峰;20MHz左右主要是电路开关的噪声。

处理不好变压器会增加大量的辐射，加屏蔽都没用，辐射过不了。

《电磁兼容设计与整改对策及经典案例分析》●背--景---为什么产品要通过EMC，EMC到底包含哪些测试项目和性能指标？---为什么产品辐射、传导、静电、EFT问题总是解决不了，而自己又没有好的解决思路？---为什么我的产品也增加了磁珠、电容、电感，但还是没有改善，这些器件到底该怎么应用？为什么产品问题总是后期出现，在现有基础上到底有哪些方法和措施整改我的产品？---为什么我的产品在设计时EMC也考虑了，但是还不能解决所有问题？---为什么一些理论在实际应用中总是不能真正解决问题？对于企业领导和研发工程师而言，诸如此类的问题可谓太多，明白EMC测试项目和测试原理，掌握一些EMC测试整改和设计技能，这些都成了我们迫切需要研究和解决的重大课题。

目前很多企业工程师在这块缺乏实践经验，很多相关知识都是网络和书籍上面了解，但是，一方面在解决实际问题时光靠这些零散的理论是不足的，另一方面，这些“知识”也有可能对EMC的实质理解造成一些误解，为帮助企业以及研发人员解决在实际产品设计过程中遇到的问题与困惑，我们举办此次《电磁兼容设计与整改对策及经典案例分析》高级训练班，培训通过大量的实际产品EMC案例讲解，使得学员可以在较短时间内掌握解决EMC技术问题的技能并掌握EMC设计的基本思路！同时对企业缩短产品研发周期、降低产品研发与物料成本具有重要意义！●特--色---系统性：课程着重系统地讲述产品EMC测试原理，产品出现各种EMC问题详细的整改思路与方法，课程以大量的案例来阐述产品EMC设计的思路与方法,以及不同产品出现的各种问题EMC工作重点、工作方法、解决问题的技巧.---针对性：主要针对产品各种EMC测试项目，及各种典型产品，在测试过程中出现的不同问题的时候解决的思路与方法，如何使产品经过合理的构架设计、电缆设计、滤波设计、PCB设计顺利通过EMC测试。

---实战性：在整个培训课程中涉到多个案例，全面讲授产品问题整改和定位，设计的技巧。

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目前很多企业工程师在这块缺乏实践经验，很多相关知识都是网络和书籍上面了解，但是，一方面在解决实际问题时光靠这些零散的理论是不足的，另一方面，这些“知识”也有可能对EMC的实质理解造成一些误解电磁兼容设计与整改对策及经典案例分析---系统性：课程着重系统地讲述产品EMC测试原理，产品出现各种EMC问题详细的整改思路与方法，课程以大量的案例来阐述产品EMC设计的思路与方法,以及不同产品出现的各种问题EMC工作重点、工作方法、解决问题的技巧.---针对性：主要针对产品各种EMC测试项目，及各种典型产品，在测试过程中出现的不同问题的时候解决的思路与方法，如何使产品经过合理的构架设计、电缆设计、滤波设计、PCB设计顺利通过EMC测试。

---实战性：在整个培训课程中涉到多个案例，全面讲授产品问题整改和定位，设计的技巧。

大纲（结合多个经典案例进行实战讲解）1．电磁兼容基础1.1 电磁兼容概述（30min）（9:00-9:30）1.1.1 电磁兼容的定义1.1.2 电磁兼容的研究领域1.1.3 实施电磁兼容的目的1.2 电磁兼容理论基础（45min）（9:30-10:15）1.2.1 基本名词术语1.2.2 电磁兼容测试中常用单位1.2.3 电磁干扰形成的三要素1.3 电磁兼容测量（30min）（10:15-10:45）1.3.1 几个重要的电磁兼容标准对照表1.3.2 常用电磁兼容测量项目2．电磁兼容设计2.1 关键元器件的选择（75min）（10:45-12:00）2.1.1 无源器件的选用2.1.2 模拟与逻辑有源器件的选用2.1.3 磁性元件的选用2.1.4 开关元件的选用2.1.5 连接器件的选用2.1.6 元器件选择一般规则2.2 电路的选择和设计（60min）（1:30-2:30）2.2.1 单元电路设计2.2.2 模拟电路设计2.2.3 逻辑电路设计2.2.4 微控制器电路设计2.2.5 电子线路设计一般规则2.3 印制电路板的设计（90min）（2:30-4:00）2.3.1 PCB布局2.3.2 PCB布线2.3.3 PCB板的地线设计2.3.4 模拟-数字混合线路板的设计2.3.5 印制电路设计一般规则2.4 接地和搭接设计（90min）（4:00-5:30）2.4.1 接地的基本概念2.4.2 接地的基本方法2.4.3 信号接地方式及其比较2.4.4 接地点的选择2.4.5 地线环路干扰及其抑制2.4.6 公共阻抗干扰及其抑制2.4.7 设备接大地2.4.8 搭接2.4.9 搭接及接地设计一般规则2.5 屏蔽技术应用（60min）（9:00-10:00）2.5.1 屏蔽的基本概念2.5.2 屏蔽效能的设计2.5.3 屏蔽原理2.5.4 屏蔽机箱的设计2.5.5 设备孔、缝的屏蔽设计2.5.6 电磁屏蔽材料的选用2.5.7 屏蔽设计一般规则2.6 滤波技术应用（60min）（10:00-11:00）2.6.1 滤波器的分类2.6.2 滤波器的衰减特性2.6.3 滤波电路的设计2.6.4 滤波器的选择2.6.5 滤波器的安装2.6.6 滤波器的使用场合2.7 时钟电路的设计（20min）（11:00-11:20）2.7.1 扩展频谱法2.7.2 扩展频谱法实际应用2.7.3 减少时钟脉冲干扰的其它措施2.8 产品或设备内部布置（20min）（11:20-11:40）2.8.1 产品或设备内部布局2.8.2 产品或设备内部布线2.9 导线的分类和敷设（20min）（11:40-12:00）2.9.1 屏蔽电缆的连接2.9.2 导线和电缆的布线设计3．电磁兼容对策3.1 概述（30min）（1:30-2:00）3.1.1 什么时候需要电磁兼容整改及对策3.1.2 常见的电磁兼容整改措施3.2 电磁骚扰发射问题对策（75min）（2:00-3:15）3.2.1 电子、电气产品内的主要电磁骚扰源3.2.2 骚扰源定位3.2.3 电子、电气产品连续传导发射超标问题及对策3.2.4 电子、电气产品断续传导发射超标问题及对策3.2.5 电子、电气产品辐射骚扰超标问题及对策3.2.6 骚扰功率干扰的产生和对策3.3 谐波电流问题对策（30min）（3:15-3:45）3.3.1 测量标准介绍3.3.2 谐波电流发射的基本对策3.3.3 低频谐波电流抑制滤波解决方案3.3.4 主动PFC解决方案3.3.5 谐波问题的其它对策3.4 瞬态抗扰度问题对策（75min）（3:45-5:00）3.4.1 综述3.4.2 静电放电抗扰度测试常见问题对策及整改措施3.4.3 脉冲冲群抗扰度测试常见问题对策及整改措施3.4.4 浪涌冲击抗扰度测试常见问题对策及整改措施4．咨询与答疑（30min）（5:00-5:30）本课纲适用于：公开课，企业内训资料来源：《电磁兼容设计与整改对策及经典案例分析》(朱文立)朱文立先生中国电磁兼容EMC实战知名专家朱文立先生：中国电磁兼容EMC实战知名专家，中华创世纪企业培训网首席EMC培训师，1989年毕业于华中理工大学，高级工程师，工业和信息化部质量安全检测中心副主任，全国电磁兼容标准化技术委员会（SAC/TC264）委员、全国无线电干扰标准化委员会A分会（SAC/TC79/SC1）委员、全国无线电干扰标准化委员会I分会（SAC/TC79/SC7）委员、中国制造工艺协会电子分会电磁兼容制造专业委员会副主任委员、全国质量监管重点产品检验方法标委会IT一组（SAC/TC374/WG37）委员、中国认证认可监督管理委员会电磁兼容专家组（CNCA-TC10）委员、IECEE中国国家认证机构电磁兼容专家工作组（CQC-ETF10）组长、中国质量认证中心（CQC）技术委员会检测技术分委会委员、广东省保密技术专家委员会委员、CQC工厂审查员、CRBA质量体系注册审核员。