電磁両立性 (EMC) は、制御キャビネットに関しては重要な側面です。制御キャビネットのサプライヤーとして、電磁適合性要件を理解し、それを満たすことは、キャビネット自体が適切に機能するだけでなく、制御キャビネットが設置されている電気システム全体の信頼性を確保するためにも不可欠です。
電磁両立性とは何ですか?
電磁両立性とは、電気または電子デバイスまたはシステムが、同じ環境内の他のデバイスまたはシステムに耐えられない電磁妨害を引き起こすことなく、その電磁環境で満足に機能する能力を指します。制御キャビネットの場合、これは、過度の電磁干渉 (EMI) を生成したり、環境内に存在する EMI の影響を受けたりしないように、キャビネットとその内部のコンポーネントを設計および設置する必要があることを意味します。
制御盤内の電磁干渉源
制御盤内には電磁干渉の発生源がいくつかあります。主な供給源の 1 つは、可変周波数ドライブ (VFD)、無停電電源装置 (UPS)、スイッチング電源などのパワー エレクトロニクス デバイスです。これらのデバイスは高周波スイッチング技術を使用して電力を変換するため、大量の電磁ノイズが発生する可能性があります。
もう 1 つの重要な電源は、制御キャビネットに接続されたモーターです。モーターが始動、停止、または速度を変更すると、巻線を流れる電流が急激に変化します。これらの電流変化は電磁場を誘発し、近くの回路に干渉を引き起こす可能性があります。さらに、キャビネット内で使用されるリレーやコンタクタは開閉時にアークを発生する可能性があり、これも電磁ノイズの発生源となります。
制御盤の EMC 要件
伝導性放出
伝導性放射とは、電力線や信号ケーブルを通じて伝わる干渉を指します。制御盤は、伝導性放出の量を制限するために、関連する規格に準拠する必要があります。たとえば、ヨーロッパの EN 55011 規格は、産業、科学、医療 (ISM) 機器の伝導性放出の制限を設定しています。これらの要件を満たすために、制御盤では多くの場合、電源と信号の入出力にフィルタが使用されます。これらのフィルタは、高周波ノイズを抑制し、電気ネットワークを介して広がるのを防ぎます。
放射性放射
放射性放射とは、周囲の空間に放射される電磁干渉です。制御キャビネットは、放射エミッションを最小限に抑えるように設計する必要があります。これは、適切なエンクロージャ設計によって実現できます。キャビネットは、電磁場の漏洩を防ぐために、優れたシールド特性を備えている必要があります。適切に設計されたエンクロージャはスチールやアルミニウムなどの導電性材料でできており、放射電磁波をブロックするファラデーケージとして機能します。さらに、電磁電流に低インピーダンスの経路を提供するために、キャビネットには適切な接地が必要です。
電磁干渉に対する耐性
制御キャビネットは、動作環境に存在する電磁干渉にも耐えることができなければなりません。これには、静電気放電 (ESD)、高周波電磁界 (RF)、電気的高速過渡現象/バースト (EFT/B)、およびサージに対する耐性が含まれます。 IEC 61000 - 4 シリーズなどの規格は、この種の干渉に対する電気および電子機器の耐性を評価するための試験方法と要件を指定しています。
たとえば、ESD テスト中は、人体からの静電気放電の影響をシミュレートするために、高電圧の静電気放電が制御キャビネットに適用されます。キャビネットは故障することなく通常の動作を継続できる必要があります。 ESD に対する耐性を向上させるために、キャビネットの適切な箇所にバリスタやツェナーなどの ESD 保護デバイスを取り付けることができます。
さまざまなタイプの制御盤で EMC 要件を満たす
PLC制御キャビネット
PLC制御キャビネット産業オートメーションシステムで広く使用されています。 PLC は電磁干渉に敏感であるため、PLC を収容する制御キャビネットは適切な電磁環境を提供する必要があります。 PLC を外部 EMI から保護するために、キャビネットには適切な接地とシールドが必要です。さらに、PLC の電源にはフィルタをかけて、伝導ノイズを除去する必要があります。ケーブル間の結合を最小限に抑えるために、キャビネット内の配線にも特別な注意を払う必要があります。
産業用制御キャビネット
産業用制御キャビネット製造工場から発電施設まで幅広い産業用途で使用されています。産業環境には、大型モーター、変圧器、溶接装置など、電磁干渉の発生源が数多くあります。産業用制御キャビネットは、これらの干渉に対して高い耐性を備えている必要があります。多くの場合、他のタイプのキャビネットと比較して、より堅牢なシールドおよび接地システムが備えられています。エンクロージャは電磁場の侵入を防ぐために慎重に密閉する必要があり、内部のコンポーネントは相互干渉を最小限に抑えるように配置する必要があります。
屋外用制御盤
屋外用制御盤EMC の観点からはさらなる課題に直面しています。通常の干渉源に加えて、屋外キャビネットは雷などの大気中の電磁現象にさらされます。落雷は、キャビネットに接続されている電気線や通信線に非常に高い電圧サージを引き起こす可能性があります。屋外の制御盤には、雷によって引き起こされるサージを地面にそらすためのサージ保護装置を装備する必要があります。また、キャビネットは、内部の機器の安全性を確保し、電磁干渉の拡散を防ぐために、適切に接地する必要があります。
EMC 要件を満たすことの重要性
制御盤の EMC 要件を満たすことは最も重要です。まず、キャビネット内の機器が適切に機能することが保証されます。電磁干渉は、敏感な電子コンポーネントに誤動作を引き起こし、誤った制御信号、データエラー、さらにはシステム障害につながる可能性があります。
第 2 に、関連する国内および国際規格および規制への準拠に役立ちます。多くの国では、電気および電子機器の電磁両立性に関して厳しい規制があります。コンプライアンス違反は、法的問題、製品のリコール、評判の低下につながる可能性があります。
最後に、EMC 要件を満たすことで、電気システム全体の信頼性と寿命を向上させることができます。電磁干渉の影響を最小限に抑えることで、制御キャビネット内のコンポーネントが損傷する可能性が低くなり、システムのメンテナンスコストとダウンタイムが削減されます。
結論
制御盤のサプライヤーとして、当社の制御盤が厳格な電磁両立性要件を確実に満たすことは責任です。電磁干渉の発生源、関連規格、EMC を改善するための設計手法を理解することで、信頼性があり、準拠した高品質の制御盤を提供できます。
最高の EMC 規格を満たす制御盤が必要な場合は、調達に関するご相談をお受けいたしますので、お気軽にお問い合わせください。当社の専門家チームは、お客様の特定の要件に基づいてカスタマイズされたソリューションを提供する準備ができています。
参考文献
- 電磁両立性ハンドブック。編集はクリス・ポール。マグロウ – ヒルプロフェッショナル。
- 電磁適合性に関する IEC 61000 シリーズ規格。国際電気標準会議。
- 産業、科学、医療機器の放射および伝導放出に関する EN 55011 規格。欧州電気標準化委員会。