叉車類產(chǎn)品的電磁兼容性

國(guó)家工程機(jī)械質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心叉車室 孫昌元　張正杰　陳寶強(qiáng)

　　一、問題的提出
　　伴隨中國(guó)的改革開放，中國(guó)的叉車生產(chǎn)廠與世界叉車廠的交流增多，叉車的制造技術(shù)水平亦不斷提高，尤其中國(guó)的叉車出口能力逐年加強(qiáng)，加入WTO后全球經(jīng)濟(jì)一體化的步伐也加快了，為了保護(hù)自己的貿(mào)易市場(chǎng)，歐盟、美國(guó)等大的貿(mào)易經(jīng)濟(jì)體系將貿(mào)易壁壘逐漸更換為技術(shù)壁壘，歐盟的CE安全認(rèn)證、美國(guó)的UL認(rèn)證等均屬于技術(shù)壁壘。在CE認(rèn)證要求中，出臺(tái)了89/36/EEC電磁兼容指令，對(duì)進(jìn)入歐盟市場(chǎng)的機(jī)電產(chǎn)品的電磁兼容性提出了法律要求。出口歐盟市場(chǎng)的叉車屬于自我認(rèn)證產(chǎn)品，認(rèn)證模式遵從B+C模式，即產(chǎn)品的“EC型式檢驗(yàn)十企業(yè)一致性聲明”，但不管是哪一種模式，產(chǎn)品都必須滿足相關(guān)的歐盟指令。89/336/EEC及其修定版是產(chǎn)品電磁兼容的指令。如何提高我國(guó)叉車類產(chǎn)品的電磁兼容性，是整個(gè)叉車行業(yè)面臨的一個(gè)重要課題。
　　二、現(xiàn)狀
　　國(guó)外的發(fā)展及狀況
　　在西方發(fā)達(dá)國(guó)19世紀(jì)，隨著通訊的發(fā)展就開始了對(duì)電磁現(xiàn)象的認(rèn)識(shí)及研究，即開始了電磁兼容騷擾的研究。早在一九三四年國(guó)際電工委員會(huì)就成立了無線電干擾特別委員會(huì)簡(jiǎn)稱CISPR，專門研究無線電干擾問題，制定有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，旨在保護(hù)廣播接收效果。當(dāng)初只有少數(shù)國(guó)家如比利時(shí)、法國(guó)、荷蘭和英國(guó)等參加該委員會(huì)。隨著電磁現(xiàn)象認(rèn)識(shí)的深入，對(duì)電磁騷擾的危害認(rèn)識(shí)也更清楚，首先在軍工、電訊領(lǐng)域，為了能讓各種設(shè)備不互相干擾影響，同時(shí)盡量不受自然氣候（如雷電現(xiàn)象）的影響而展開對(duì)電磁兼容研究。電子產(chǎn)品的普及，使人們的生活周圍充滿了電磁干擾現(xiàn)象，為了能讓人們健康地生活，設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)，逐漸將軍事、通訊領(lǐng)域的電磁兼容研究成果測(cè)試方法轉(zhuǎn)移到民用領(lǐng)域。1989年歐洲共同體委員會(huì)頒發(fā)的89/336/EEC指令明確規(guī)定，自1996年1月1日起，所有電子、電器產(chǎn)品須經(jīng)過EMC性能的認(rèn)證，否則將禁止其在歐共體市埸銷售。此舉在世界范圍內(nèi)引起較大反響，EMC已成為影響國(guó)際貿(mào)易的一項(xiàng)重要指標(biāo)。國(guó)際電工委員會(huì)IEC有兩個(gè)專們從事電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)化工作的技術(shù)委員會(huì)：一個(gè)就是CISPR成立于1934年；另一個(gè)是電磁兼容委員會(huì)TC77，成立于1981年。CISPR最初關(guān)心的主要是廣播接收頻段的無線電騷擾問題，之后在EMC標(biāo)準(zhǔn)化工作方面進(jìn)行了不懈的努力，CISPR共有七個(gè)分技術(shù)委員會(huì)。CISPR已基本將通常的工業(yè)和民用產(chǎn)品的EMC均考慮在其標(biāo)準(zhǔn)中。CISPR還起草了通用射頻騷擾限額值國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)草案，這樣對(duì)那些新開發(fā)的以及暫時(shí)還不能與現(xiàn)有CISPR產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)相對(duì)應(yīng)的產(chǎn)品，都可以用射頻騷擾限額值來加以限制。幾年前CISPR將其工作頻率范圍擴(kuò)展為DC-400GHz，目前實(shí)際工作范圍為9KHz—18GHz，以前的CISPR標(biāo)準(zhǔn)主要涉及無線電干擾限額值及其測(cè)量方法，近年來在抗擾度方面加強(qiáng)了研究，并已制定了一些標(biāo)準(zhǔn)。TC77最初主要關(guān)心低壓電網(wǎng)系統(tǒng)的EMC問題（9KHz以下頻段），后來將其工作范圍擴(kuò)大到整個(gè)EMC所涉及的頻率范圍及產(chǎn)品。目前CISPR已制定有CISPR22（1997）《信息技術(shù)設(shè)備的無線電騷擾特性的測(cè)量方法及限值》等14個(gè)標(biāo)準(zhǔn)；TC77也已制定了25個(gè)IEC標(biāo)準(zhǔn)，其中IEC61000-4系列標(biāo)準(zhǔn)是目前國(guó)際上比較完整和系統(tǒng)的抗擾度基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)。
　　在二十世紀(jì)七、八十年代，電動(dòng)叉車的運(yùn)行、起升、轉(zhuǎn)向控制器以及儀表等使用了電子產(chǎn)品，即容易受到工作環(huán)境中電磁干擾的影響，同時(shí)其中的電子產(chǎn)品發(fā)射的電磁騷擾又影響到周圍的環(huán)境，隨著電磁兼容指令的頒布實(shí)施，電磁兼容設(shè)計(jì)的成熟技術(shù)很快就運(yùn)用在叉車電器產(chǎn)品的設(shè)計(jì)中，因此在這方面應(yīng)該說是很成熟的。
　　2．國(guó)內(nèi)現(xiàn)狀
　　我國(guó)的EMC測(cè)試及標(biāo)準(zhǔn)化工作始于六十年代，當(dāng)時(shí)國(guó)內(nèi)的一些院所建立了相對(duì)簡(jiǎn)陋的試驗(yàn)室，開展無線電干擾（騷擾）測(cè)試研究，同時(shí)參考前蘇聯(lián)和歐美國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)制定我們國(guó)家自已的EMC標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)條件，直到1986年成立了全國(guó)無線電干擾標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)后，我國(guó)才開始有組織、系統(tǒng)地對(duì)應(yīng)CISPR/IEC開展國(guó)內(nèi)EMC標(biāo)準(zhǔn)化工作。目前我國(guó)已制定了六十多項(xiàng)EMC國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，其中基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)為GB4365-1995電磁兼容術(shù)語；GB/T6113-1995無線電干擾和抗擾度測(cè)量設(shè)備規(guī)范。
　　中國(guó)在電子技術(shù)方面與西方發(fā)達(dá)國(guó)家相比，具有一定的差距，我國(guó)有關(guān)部門直到二十世紀(jì)九十年代才系統(tǒng)地進(jìn)行電磁兼容現(xiàn)象的研究，整個(gè)技術(shù)領(lǐng)域相對(duì)落后，中國(guó)的叉車生產(chǎn)企業(yè)直至現(xiàn)在，在整個(gè)產(chǎn)品的制造過程中，也僅有個(gè)別企業(yè)做了電磁兼容試驗(yàn)，企業(yè)還沒有主動(dòng)在設(shè)計(jì)階段關(guān)注產(chǎn)品的電磁兼容性。
　　三、電磁兼容的基本概念
　　1．基本電磁騷擾：是指任何可能引起裝置、設(shè)備或系統(tǒng)性能降低，或者對(duì)有生命或無生命物質(zhì)產(chǎn)品損害作用的電磁現(xiàn)象。
　　2．電磁干擾：是指電磁騷擾引起的設(shè)備、傳輸通道或系統(tǒng)性能的下降。
　　3．電磁騷擾的危害程度：① 災(zāi)難性的；② 非常危險(xiǎn)性的；③ 中等危險(xiǎn)的嚴(yán)重的使人煩惱的。
　　4．電磁兼容、電磁兼容性（EMC：Electromagnetic Compatibility）：對(duì)于設(shè)備或系統(tǒng)的性能指標(biāo)來說，稱為“電磁兼容性”，而作為一門學(xué)科來說，稱為“電磁兼容”。
　　電磁兼容是研究在有限的空間、時(shí)間和頻譜資源等條件下，各種用電設(shè)備（廣義的還包括生物體）可以共存，并不致引起降級(jí)的一門科學(xué)。
　　電磁兼容性是指設(shè)備或系統(tǒng)在其電磁環(huán)境下能正常工作，并且不對(duì)該環(huán)境中任何事物構(gòu)成不能承受的電磁騷擾的能力。電磁兼容性和我們所熟悉的安全性一樣，是產(chǎn)品質(zhì)量最重要的指標(biāo)之一。安全性涉及人身和財(cái)產(chǎn)，而電磁兼容性則涉及人身和環(huán)境保護(hù)。在我們的日常生活中經(jīng)常會(huì)遇到這樣一些情況：在我們正常收聽廣播或收看電視節(jié)目的時(shí)候如果戶外有汽車駛過，很容易造成收聽或收看質(zhì)量下降；還有當(dāng)我們?cè)诩彝骐娮佑螒驒C(jī)時(shí)，常常造成鄰居家電視機(jī)的某些頻道無法正常收看；同樣鄰居家在播放錄象時(shí)，我們自家電視機(jī)也能在某些頻道收看。這樣的例子足以說明：在我們?nèi)粘Ｉ畹目臻g確實(shí)存在著另外一種環(huán)境污染——電磁污染?？梢赃@樣說，凡有電、有開關(guān)的設(shè)備均會(huì)產(chǎn)生電磁干擾。
　　電磁兼容性有三方面的含義：
　?、匐姶怒h(huán)境應(yīng)是給定或可預(yù)期的；
　?、谠O(shè)備、分系統(tǒng)或系統(tǒng)不應(yīng)產(chǎn)生超過標(biāo)準(zhǔn)或規(guī)范所規(guī)定的電磁騷擾發(fā)射（EMI）限值的要求。
　?、墼O(shè)備、分系統(tǒng)或系統(tǒng)應(yīng)滿足標(biāo)準(zhǔn)或規(guī)范所規(guī)定的電磁敏感性（EMS）限值或抗干擾度（Immunity）限值的要求。
　　四、叉車類產(chǎn)品電磁兼容關(guān)心的問題
　　1．叉車類產(chǎn)品的零部件：目前電動(dòng)類叉車產(chǎn)品的電控基本以進(jìn)口產(chǎn)品為主，或進(jìn)口零件國(guó)內(nèi)組裝，因?yàn)橹袊?guó)沒有相應(yīng)的電磁兼容性方面的要求，在中國(guó)市場(chǎng)上的電控產(chǎn)品能否滿足電磁兼容性的需要仍為未知數(shù)。電機(jī)產(chǎn)品、接插件、繼電器、EPS部件、DC/DC變換器、儀器儀表、各類開關(guān)等零部件很少做過電磁兼容性試驗(yàn)，一些進(jìn)口件或外資企業(yè)的產(chǎn)品除企業(yè)提供的CE聲明外很難見到CE證書或報(bào)告。
　　2．零部件的布置：零部件的布置對(duì)整機(jī)的電磁兼容性影響很大，即使零部件完全符合電磁兼容性的要求，進(jìn)行布線后，由于導(dǎo)線的天線效應(yīng)，仍可能導(dǎo)致叉車整車的電磁兼容性不符合要求。
　　3．電纜的天線效應(yīng)：電纜可以等效為電偶極子發(fā)射/接收天線，電纜屏蔽層上流過的騷擾電流能在電纜內(nèi)導(dǎo)體上感應(yīng)出騷擾電壓。因此，進(jìn)行良好的電纜布設(shè)及屏蔽處理將提高整機(jī)的電磁兼容性。
　　五、叉車類產(chǎn)品的電磁兼容設(shè)計(jì)
　　電磁兼容設(shè)計(jì)的發(fā)展經(jīng)歷了三個(gè)階段：①問題解決法；② 規(guī)范法；③ 系統(tǒng)法。目前叉車類產(chǎn)品只能用問題解決法。即通過對(duì)叉車樣機(jī)進(jìn)行電磁兼容性測(cè)試，根據(jù)測(cè)試結(jié)果，對(duì)部分電路進(jìn)行調(diào)整，以保證整機(jī)的電磁兼容性。
　　一般而言，電磁兼容的實(shí)現(xiàn)，要從分析形成電磁干擾后果的基本要求出發(fā)。形成電磁干擾后果必須要其備三個(gè)要求：
　?、匐姶膨}擾源；
　?、隈詈贤緩絺鬏旊姶膨}擾的通路或媒介；
　?、勖舾性O(shè)備。
　　為了實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的電磁兼容性，必須從以上三個(gè)基本要求出發(fā)，運(yùn)用技術(shù)和組織兩方面措施。所謂技術(shù)措施，就是從分析電磁騷擾源、耦合途徑和敏感設(shè)備著手，采取有效的技術(shù)手段，抑制騷擾源，清除或減弱騷擾的耦合，降低敏感設(shè)備對(duì)騷擾的影響或增加電磁敏感性電平；為了對(duì)人為騷擾進(jìn)行限制，并驗(yàn)證所采用的技術(shù)措施的有效性，還必須采取組織措施，制訂和遵循一套完整的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，進(jìn)行合理的頻譜分配，控制與管理頻譜的使用，依據(jù)頻率、工作時(shí)間、天線方向性等規(guī)定工作方式，分析電磁環(huán)境并選擇布置地域，進(jìn)行電磁兼容性管理。
　　我們應(yīng)看到，對(duì)于電磁兼容指令這樣的技術(shù)壁壘，一方面能起到在一定時(shí)期內(nèi)限制不達(dá)標(biāo)產(chǎn)品進(jìn)入其市場(chǎng)，另一方面也會(huì)促進(jìn)技術(shù)落后方奮直追。因此對(duì)于技術(shù)壁壘，我們作為落后方不應(yīng)一味的抱怨，而應(yīng)該對(duì)現(xiàn)有的產(chǎn)品進(jìn)行試驗(yàn)→積累經(jīng)驗(yàn)→建立設(shè)計(jì)模式→主動(dòng)進(jìn)行新產(chǎn)品的電磁兼容設(shè)計(jì)→進(jìn)而要求在中國(guó)市場(chǎng)的叉車類產(chǎn)品滿足國(guó)際相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)或中國(guó)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求。
　　綜上所述，只是本人對(duì)叉車類產(chǎn)品電磁兼容性的粗淺認(rèn)識(shí)，希望引起叉車生產(chǎn)企業(yè)的重視，提高產(chǎn)品的電磁兼容性，在世界市場(chǎng)上占據(jù)有利位置，同時(shí)也為國(guó)內(nèi)的使用者創(chuàng)造出優(yōu)良的環(huán)境。