EMC 및 설치 안전: 1부

Jan 23, 2024

편집자 주: 이 기사에서 "접지", "접지" 또는 "접지"라는 단어는 "접지", "접지" 또는 "접지"와 같은 의미로 사용됩니다.

시스템 및 설치에 사용되는 전자 장비의 수와 다양성이 계속 증가함에 따라 EMC는 점점 더 중요한 문제가 되고 있습니다. 1990년 이후 시스템 및 설치에 대한 나의 거의 모든 작업은 동일한 현장에서 다른 항목의 올바른 작동을 방해하는 장비 항목과 관련되어 있습니다.

1990년에는 고속 전력 스위칭을 위한 절연 게이트 양극 트랜지스터(IGBT)와 전력 전계 효과 트랜지스터(PowerFET)를 사용하는 가변 속도 모터 드라이브가 개인 이동 무선 시스템과 마찬가지로 매우 새로운 것이었으며 둘 다 기존 전자 장치에 많은 문제를 일으켰습니다. 장비. 그 이후로 대부분 국가의 EMC 표준 및 규정은 장비의 방출 및 내성을 상당히 향상시켰지만 동시에 가변 속도 모터 드라이브는 더 빠른 전환을 통해 지속적으로 개선되었습니다. 더 빠른 전환으로 인해 더 효율적이고, 더 작고, 더 저렴해져서 훨씬 더 광범위하게 사용되고 있습니다. 불행하게도 더 빠르게 전환하면 더 높은 주파수에서 소음 방출이 증가하여 다른 장비를 간섭할 가능성이 높아집니다(그림 1 참조).

모든 새로운 해양 및 잠수함 선박이 이제 전기 모터 구동 기술을 독점적으로 사용하기 때문에 관련 시스템 및 설치는 육상 기반이 아닙니다. 그들은 여전히 ​​거대한 해양 디젤 엔진을 가지고 있지만 프로펠러에 직접 연결되기보다는 거대한 발전기를 구동합니다. 전기 자동차는 이미 사용 사례가 입증되었으며 산업이 성장하고 있으며 완전 전기 항공기도 계획 중입니다.

스위칭 전력 변환기의 또 다른 큰 기술 도약이 현재 일어나고 있습니다. IGBT 및 PowerFET를 일반적으로 질화갈륨, GaN 기반의 HEMT(고전자 이동성 트랜지스터)와 탄화규소(SiC) PowerFET로 교체하여 10번 효율적으로 전환할 수 있습니다. (또는 그 이상) 더 높은 요율로 인해 크기와 비용이 훨씬 더 줄어듭니다.

이는 모두 전력 효율성을 향상하고 에너지 비용을 절감하는 동시에 CO2 배출을 줄여 지구를 보호하는 데 도움이 되는 좋은 소식입니다. 그러나 그림 1에서 볼 수 있듯이 더 높은 주파수에서 더 높은 수준의 잡음 방출로 인해 큰 EMC 페널티가 발생합니다.

그림 1: 다양한 전력 스위칭 장치 기술을 갖춘 약 100kW의 정격 전력을 갖는 가변 속도 모터 드라이브 및 유사한 스위칭 전력 변환기 장비에 의해 생성된 노이즈 스펙트럼의 예시

가변 속도 모터 드라이브와 같은 많은 고전력 스위칭 컨버터에는 EMC 관련 설치 지침이 제공되는데, 이는 일반적으로 매우 좋습니다. 그러나 내 경험(및 EMC 세계의 다른 사람들의 경험)에 따르면 영업사원은 EMI 위험을 인식하지 못하는 고객과의 계약 성사를 돕기 위해 새로운 모터 드라이브 시스템의 EMC 설치 요구 사항을 무시하고 가격 경쟁을 벌입니다.

새로운 산업 공장, 과학 연구 시설, 해양 석유/가스 플랫폼, 철도 시스템, 엔터테인먼트 단지, 데이터 센터, 군용 선박, 유람선 등의 건설에 투자하다가 제대로 작동하지 않는다는 사실을 알게 된 사람은 아무도 없습니다. 자체 생성 EMI로 인해! 금전적 손실은 상당히 클 수 있지만 플랜트, 플랫폼, 선박 등을 의도한 대로 작동하도록 수정하는 데 드는 비용으로 인해 손실이 초과될 수도 있습니다.

다른 모든 EMC/EMI 문제와 마찬가지로 현대 건설 프로젝트 시작부터 우수한 EMC를 설계하는 것이 훨씬 더 비용 효율적이고 재정적으로 위험이 적습니다.

Tim Williams와 저는 2000년에 EMC for Systems and Installations에 관한 책을 공동 집필했습니다[1]. 이는 건물과 부지를 설명하지만 모든 유형의 차량, 육상, 해양, 해저, 항공(고정익 또는 회전익기), 우주 등을 포괄하도록 자료가 쉽게 확장됩니다.

다른 많은 문제 중에서 이 책은 다음을 포함하여 대규모 시스템 및 설치에 사용되는 다양한 종류의 "접지/접지" 시스템/네트워크의 설계 및 구성을 다루고 있습니다.