w.09-sprzezenia, Polibuda, Semestr V, Kompatybilnosc Elektromagnetyczna, Wykład

Andrzej Koszmider

Katedra Elektrotechniki Ogólnej i Przekładników

KOMPATYBILNOŚĆ ELEKTROMAGNETYCZNA
EMC

1. Wiadomości wstępne

2. Dyrektywa 336/89 i oznaczenie CE

3. Koncepcja urządzeń i systemów kompatybilnych elektromagnetycznie

4. Sygnały zakłócające, wielkości fizyczne i jednostki w EMC

5. Podstawowe równania elektromagnetyzmu

6. Podstawy analizy sygnałów zakłócających

7. Właściwości rzeczywistych elementów obwodów elektrycznych w zakresie częstotliwości zakłócających

8. Źródła zakłóceń

9. Sprzężenia

              9.1 Sprzężenie przez przewodzenie

              9.2 Sprzężenie przez pole EM

10. Elementy i urządzenia zakłócane

11. Filtry EMC

12. Ekranowanie w EMC

13. Instalacja masy i ziemi

    14. Pomiary EMC

9. Sprzężenia

9.1 Sprzężenie przez przewodzenie

Oddziaływanie elektromagnetyczne w środowiskach przewodzących

·        Przewody

·        Inne przewodzące elementy ( np. konstrukcyjne znajdujące się w danym pomieszczeniu ( środowisku)

Najważniejsze w praktyce przypadki:

1.     Sprzężenie przez wspólną  impedancję

2.     Sprzężenie przez obwody zasilania

Model sprzężenia przez wspólną impedancję

Przykład sprzężenia przez wspólną impedancję

Impedancja przewodu 35 mm2 Cu  - dla  50MHz           1m – 314 W

                                                                                                                            1cm – 3,14 W

Impedancja przewodów o długości 1m

Powyżej 150kHz impedancja przewodu niewiele zależy od przekroju przewodu

Impedancja ścieżki o grubości 35mm i długości 10cm

Powyżej 800kHz impedancja ścieżki niewiele zależy od szerokości ścieżki

Wspólna impedancja masy

Wnioski

1.     Aby zmniejszyć sprzężenie przez wspólną impedancję  należy dążyć do zmniejszenia jej wartości ( Zw® 0).

2.     Wpływ wartości impedancji (długości) wspólnych przewodów lub ścieżek przewodzących należących do różnych obwodów

3. Zmniejszanie impedancji pomiędzy dowolnymi punktami instalacji masy

               Postulat  ekwipotencjalności  instalacji masy.

2. Sprzężenie przez obwody zasilania             

Wpływ konfiguracji sieci

1.     Oddzielne przyłącze

2.     Wybór pomiędzy   dodatkowym przyłączem a wymianą przyłącza na przyłącze o większym przekroju

·        dla zakłóceń niskiej częstotliwości ( składowe harmoniczne)

·        dla zakłóceń w.cz.

                                          ROLA FILTRÓW W OBWODACH ZASILANIA

Filtrowanie obwodów zasilania

Redukcja sprzężeń przez przewodzenie.

1.     Zmniejszanie wspólnych impedancji ze szczególnym naciskiem na zmniejszanie impedancji instalacji masy dla wielkich częstotliwości.

2.     Topografia obwodów redukująca sprzężenia przez wspólną impedancję

3.     Stosowanie filtrów wszystkich złącz ze szczególnym naciskiem na złącza obwodów zasilania

4.     Stosowanie separacji galwanicznej – skuteczna tylko dla niewielkich częstotliwości do kilkuset kHz, także dla niewielkich szybkości narastania impulsów(  do rzędu tr =1ms ).

Pojemności elementów używanych do separacji galwanicznej obwodów.

Transformatory                                                                       do              100pF

Przekaźniki                                                                                     10pF

Optoizolacja                                                                                 1pF

Pojemność dla danego rodzaju elementu, większa dla mniejszych elementów
 

Dla impulsów nano-sekundowych  ( serie impulsów łączeniowych, wyładowanie ESD, serie BURST ), można przyjąć następujące współczynniki transferu ( dla chronionych obwodów wysoko-impedancyjnych).

Transformatory                                                                                    0,5

Przekaźniki                                                                                     0,2

Optoizolacja                                                                                     0,1

Oznacza to że przy impulsie nano-sekundowym o amplitudzie 2kV do obwodu odseparowanego galwanicznie przeniesiony zostanie impuls o wartości:

Transformator                                                                       1000V

Przekaźniki                                                                        400V

Optoizolacja                                                                        100V

9.2     Sprzężenie  przez  pole  EM

Pole elektromagnetyczne i jego źródła.

              Zmiany wektorów E i H oraz impedancji falowej w polu emitowanym przez dipol elektryczny

Zmiany wektorów H i E oraz impedancji falowej, w polu emitowanym przez dipol magnetyczny

Podział sprzężenia na :

1.     pole – obwód

Pole, scharakteryzowane przez E lub H(B), wywołuje w atakowanym obwodzie sygnały zaburzające,

2.     obwód – obwód

...