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概述：
某Ⅲ類醫(yī)療器械產(chǎn)品采用臺(tái)達(dá)變頻器DELTA VFD1A6MS21ANSAA，作為控制其內(nèi)部電機(jī)按照技術(shù)參數(shù)進(jìn)行無極調(diào)速控制，以滿足其器械的技術(shù)參數(shù)的功能。但是，當(dāng)此醫(yī)療器械的變頻器啟動(dòng)的時(shí)候，將出現(xiàn)嚴(yán)重的電磁干擾，會(huì)導(dǎo)致輻射不合格，不滿足醫(yī)療器械通標(biāo) YY 9706.1-2021（等同IEC 60601-1-2）的輻射限值。特此尋求外部第三方進(jìn)行EMC整改，找到曾工進(jìn)行特別加急處理。

樣品內(nèi)部照片：

某器械產(chǎn)品的內(nèi)部臺(tái)達(dá)變頻器實(shí)物圖片

醫(yī)療器械采用變頻器EMC不合格整改案例分享

醫(yī)療器械采用變頻器EMC不合格整改案例分享

輻射不合格測(cè)試數(shù)據(jù)如下：

醫(yī)療器械采用變頻器EMC不合格整改案例分享

一、問題簡(jiǎn)述

產(chǎn)品背景：使用臺(tái)達(dá) VFD1A6MS21ANSAA 變頻器控制電機(jī)無極調(diào)速。

現(xiàn)象：變頻器啟動(dòng)后，在30?MHz ~ 200?MHz區(qū)間，輻射超標(biāo)明顯。

限值依據(jù)：醫(yī)療器械通用標(biāo)準(zhǔn) YY 9706.1-2021，10m法 Class A等級(jí)，限于醫(yī)院使用。如果賣去診所、家用則還要降低10dB限值，將更加嚴(yán)酷。

頻段分析：從圖中的數(shù)據(jù)，超標(biāo)頻段集中在35MHz~160MHz之間，76.36 MHz附近輻射尤其嚴(yán)重（>55?dBμV/m），而限值線在40?dBμV/m左右。

二、不合格原因與電磁原理分析
?1. 變頻器工作特性是EMC噪聲源

VFD（變頻器）采用 PWM（脈寬調(diào)制）技術(shù)，其 開關(guān)頻率（幾kHz~幾十kHz）及高次諧波 廣泛擴(kuò)展到幾十MHz以上；

特別是 IGBT/MOSFET 開關(guān)管產(chǎn)生的尖峰電壓和電流，造成高速共模電流沿電機(jī)線、電源線、電纜屏蔽層傳播形成天線效應(yīng)，強(qiáng)烈輻射出去，導(dǎo)致輻射異常升高。

?2. 共模電流形成強(qiáng)天線效應(yīng)

另外，變頻器的驅(qū)動(dòng)電纜到電機(jī)線纜比較長(zhǎng)，且沒有良好屏蔽和接地，這樣會(huì)在幾十MHz區(qū)間形成 共模電流回路，輻射特別強(qiáng)；

電機(jī)、電纜接地差或浮空時(shí)，反射效應(yīng)嚴(yán)重，加重共模干擾；

電機(jī)本體未屏蔽或接地不好，同樣會(huì)造成直接輻射。

?3. 濾波器缺失或失效

醫(yī)療設(shè)備多數(shù)體積緊湊，若未正確配置 EMI 濾波器（例如，線纜跨越濾波器、線纜前后級(jí)耦合）或?yàn)V波器選型不當(dāng)，不能有效抑制共模/差模騷擾；

輻射高頻段共模騷擾，傳統(tǒng)濾波器對(duì)其抑制作用較弱，必須考慮加裝高頻鎳鋅鐵氧體和X/Y電容等。

三、整改方案
? 1. 輸入端加裝專業(yè)級(jí)EMI濾波器（帶共模抑制）

使用含有共模電感 + 差模電感 + X/Y 電容的濾波模塊；

臺(tái)達(dá)原裝電源輸入端 EMI 濾波器不足，額外使用如 Schaffner、TDK、Cosel 等專業(yè)濾波器；

濾波器靠近變頻器，另外可靠接地、且低阻。

? 2. 變頻器與電機(jī)間加裝輸出EMC濾波器（特別重要）

加裝變頻器輸出濾波器（output sine filter 或 dv/dt filter），抑制IGBT開關(guān)所帶的高頻dv/dt干擾；

變頻器輸出端加共模扼流圈（common-mode choke） + 高頻磁環(huán)包繞電機(jī)線；

高頻鐵氧體推薦使用 鎳鋅材質(zhì)（NiZn），帶寬較高（30–300MHz），多匝繞制以增強(qiáng)效果。

? 3. 加強(qiáng)屏蔽與接地

電機(jī)線采用屏蔽電纜，并在變頻器端和電機(jī)端 360°環(huán)形壓接屏蔽層（不能只是點(diǎn)接）；

電機(jī)金屬殼體、變頻器金屬外殼均與接地系統(tǒng)可靠連接；

電機(jī)與控制長(zhǎng)線纜靠近參考地平面，勿懸空或靠近外殼邊緣傳播。

? 4. 降低開關(guān)頻率，優(yōu)化PWM參數(shù)（軟件層）

適當(dāng)降低PWM開關(guān)頻率（如從16kHz改為8kHz滿足性能前提）；

優(yōu)化其PWM斜率，減緩電壓上升/下降沿，減輕高頻諧波量；

調(diào)整dv/dt控制技術(shù)。

? 5. 屏蔽外殼/罩、機(jī)殼屏蔽涂層（結(jié)構(gòu)層）

對(duì)電機(jī)、變頻器、電源模塊加金屬屏蔽盒或屏蔽罩；

機(jī)箱內(nèi)層貼導(dǎo)電屏蔽材料（如導(dǎo)電布、鎳銅箔、屏蔽涂料）；

信號(hào)線穿金屬管走線或包繞高頻磁環(huán)。

四、添加整改方案后測(cè)試數(shù)據(jù)

臺(tái)達(dá)變頻器DELTA VFD1A6MS21ANSAA輻射合格測(cè)試數(shù)據(jù)

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本文由廣州佳譽(yù)醫(yī)療器械有限公司/佛山浩揚(yáng)醫(yī)療器械有限公司聯(lián)合編輯