Elektromagnetick kompatibilita ve fyzik ln ch experimentech
Sponsored Links
This presentation is the property of its rightful owner.
1 / 31

Elektromagnetická kompatibilita ve fyzikálních experimentech PowerPoint PPT Presentation


  • 71 Views
  • Uploaded on
  • Presentation posted in: General

Elektromagnetická kompatibilita ve fyzikálních experimentech. Jiří Skála, KAE, ZČU v Plzni skalaj@kae.zcu.cz. ZČU v Plzni 2012. Osnova přednášky. Úvod do problematiky interferenčního působení Galvanická rušivá vazba, způsoby omezování Kapacitní rušivá vazba, způsoby omezování

Download Presentation

Elektromagnetická kompatibilita ve fyzikálních experimentech

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation

Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author.While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server.


- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

Presentation Transcript


Elektromagnetická kompatibilita ve fyzikálních experimentech

Jiří Skála, KAE, ZČU v Plzni

skalaj@kae.zcu.cz

ZČU v Plzni 2012


Osnova přednášky

  • Úvod do problematiky interferenčního působení

  • Galvanická rušivá vazba, způsoby omezování

  • Kapacitní rušivá vazba, způsoby omezování

  • Induktivní rušivá vazba, způsoby omezování

  • Vazba vyzařováním

  • Elektromagnetické stínění

  • Zemnění

  • Přípojná vedení - stíněné vodiče

ZČU v Plzni 2012


Obecné schéma EMC

Zdroj

elektromagnetického

rušení

Rušený objekt,

přijímač rušení

Přenosové prostředí,

elektromagnetická

vazba

Polovodičové měniče

motory, spínače, relé

energetické rozvody

osvětlovací technika

obloukové pece, svářečky

domácí spotřebiče

počítače, číslicové systémy

atmosférické výboje

elektrostatické výboje

Společná napájecí síť

napájecí vedení

signálové vodiče

datové vodiče

vzdušný prostor

zemnění

stínění

Měřicí přístroje

číslicová technika

počítače

automatizační prostředky

telekomunikační systémy

rozhlasové přijímače

televizní přijímače

ZČU v Plzni 2012


Vedením

prostřednictvím vodičů (rušivá napětí a proudy)

Vyzařováním

prostřednictvím volného prostoru (rušivé elmg. pole)

Šíření rušení

  • Vazbou

    • galvanická

    • kapacitní

    • induktivní

Symetrické rušení

(diferenční, protifázové)

Nesymetrické rušení

(souhlasné, soufázové)

ZČU v Plzni 2012


Elektromagnetické rušivé vazby

Galvanická rušivá vazba

  • Snížení galvanické vazby

    • kompaktnost - krátká vedení

    • velké průřezy vodičů

    • napájecí vodiče blízko sebe

    • zemní vodič ve tvaru plochy

ZČU v Plzni 2012


Snížení galvanické vazby

hvězdicovité napájení

nevhodné

vhodnější

nevhodné

vhodnější

  • dostatečně dimenzovat zemní spojení


Snížení galvanické vazby

neslučovat signály

nevhodné

vhodnější

nevhodné

vhodnější

  • galvanicky oddělit potenciály, oddělené napájení

ZČU v Plzni 2012


Elektromagnetické rušivé vazby

Kapacitní rušivá vazba

Vzájemná kapacita – kruh. vodičů

  • Snížení kapacitní vazby

    • kompaktnost - krátká vedení

    • velká vzdálenost mezi ovliv. vodiči

    • velká kapacita mezi ovliv. vodičem a zemí (zemní plochy, prokládání zemními vodiči)

  • pomalé změny napětí

  • malé výstupní odpory obvodů

  • stínění ohrožených vodičů (stavebních skupin)

ZČU v Plzni 2012


Elektromagnetické rušivé vazby

Induktivní rušivá vazba

  • Snížení induktivní vazby

    • kompaktnost - krátká vedení

    • velké vzdálenosti mezi ovliv. vodiči

    • pomalé změny proudu

    • malé obepínané plochy (smyčky)

Vzájemná indukčnost – kruh. vodičů


Elektromagnetické rušivé vazby

Induktivní rušivá vazba

  • Snížení induktivní vazby

    • kroucení vodičů

    • kolmé roviny ovliv. obvodů

    • stínění vedení a stavebních skupin

ZČU v Plzni 2012


Rušivá vazba vyzařováním

hef – efektivní délka antény

AF = 1/ hef – anténní faktor

  • Snížení vazby vyzařováním

    • elektromagnetické stínění

ZČU v Plzni 2012


Stínění proti EM polím

Efektivnost stínění

Efektivnost stínění

Mnohonásobný

odraz

Absorpce

Reflexe

ZČU v Plzni 2012


Absorpční útlum A

Útlum absorpcí

~tloušťce t

~ permeabilitě μ

~ měr. vodivost σ

– roste s 2 mocninou

ZČU v Plzni 2012


Útlum odrazem R

Hraniční vzdálenost – blízké, vzdálené pole

Útlum reflexí

~měr. vodivosti σ

~1/permeabilitě μ

~vzdálenosti r

(v blízkém poli)

ZČU v Plzni 2012


Útlum mnohonásobným odrazem B

Útlum mnohonásobným

odrazem

~tloušťce t

~hloubce vniku δ

Dobře vodivý materiál t >>δ → B = 0

Tenká stínící přepážka t <<δ→ B = záporný – snižuje S

Pro absorpční útlum A > 9 dB → Bzanedbat

S [dB] A[dB] + R [dB]

ZČU v Plzni 2012


Celková efektivnost stínění S

Průběh S pro nekonečně velkou stínící desku

Technologické netěsnosti snižují efektivnost stínění !

ZČU v Plzni 2012


Vliv otvorů a technologických netěsností na S

Kruhový otvor poloměru a

N kruhových otvorů s poloměrem a

Kruhový otvor s průměrem d a tloušťkou stěny t

Pravoúhlá štěrbina délky l

ZČU v Plzni 2012


Konstrukční úpravy pro zlepšené stínění

Elektromagnetické těsnění – detail spoje

a) b)

Spoje dělených skříní

a) s větším průnikem

b) lepší provedení

Elektromagnetické těsnění – utěsnění vstupních kabelů

Konstrukce stíněného okna pro zobrazovací prvky

ZČU v Plzni 2012


Zásady konstrukce stínění

  • Volit dobře stínící materiál a jeho tloušťku

    • dobré magnetické materiály pro stínění nízkofrekvenčních magnetických polí

    • dobře vodivé materiály pro stínění vysokofrekvenčních elektrických polí

  • Výsledná efektivnost určena netěsnostmi

    • malý počet netěsností (otvorů, štěrbin)

    • velké množství malých otvorů lepší než jeden velký

    • větší hloubka netěsnosti - větší útlum

    • dobře propojené části stínění (uzemnění)

    • dobře napojit stínění na přívodní vodiče

  • Elektromagnetická těsnění

    • malý útlum pro nízké frekvence a magnetické pole

    • závislost útlumu na stlačení

    • dobře volit materiál (galvanická koroze)

  • Stíněná okna

    • převládá útlum odrazem

    • malý útlum magnetických polí

  • Vodivé nanášené povrchy

    • malý útlum pod 1 MHz a magnetických polí

Cín < μ nestíní mag. pole


Zemnění systému

„Zemnění je cesta s nízkou impedancí pro proud vracející se zpět ke zdroji.“

  • Jednobodové

    • eliminuje společné impedance

    • odstraňuje zemní smyčky pro nf

    • vhodné do 1 MHz

  • pro vyšší frekvence nevhodné

    • zvýšení impedance zem. spoje

    • dlouhé spoje - antény

ZČU v Plzni 2012


  • Vícebodové

    • vhodné pro frekvence nad 10 MHz

    • vhodné pro číslicové obvody

  • nevhodné pro analogové obvody

    • vznik zem. smyček

  • Hybridní

    • jednobodové přímo (nf)

    • vícebodové přes kapacity (vf)

  • vznik rezonancí

ZČU v Plzni 2012


Zemnění na DSP - zemní plocha

Impedance zemního spoje

a zemní plochy

Není dobrá zemní plocha !

ZČU v Plzni 2012


Přípojná vedení – stíněné vodiče

Stínění koaxiálních vodičů

Vazební přenosová impedance stíněného kabelu

Ir – ruš. proud na vnější straně pláště stínění

Ur – podélný úbytek napětí na vnitřní straně pláště stínění

  • Kvalitní stínění koaxiálních vodičů

    • jednoduché stínění, pletený plášť, malá „oka“

    • dvojité stínění

    • plný (kompaktní) stínící plášť

Kmitočtová závislost vazební impedance

ZČU v Plzni 2012


Uzemnění stínění vodičů

Princip stínění pro induktivní rušivou vazbu

Princip stínění pro kapacitní rušivou vazbu

ZČU v Plzni 2012


Uzemnění stínění vodičů

Rozdělení proudů u stíněného vodiče pro induktivní rušivou vazbu

Závislost poměru IS / I1 na kmitočtu

ZČU v Plzni 2012


Uzemnění stínění vodičů

Jednobodové uzemnění stínění proti induktivní rušivé vazbě (nízké kmitočty)

  • Různé způsoby připojení stínění

  • zdroj signálu je uzemněn

  • příjemce signálu je uzemněn

ZČU v Plzni 2012


Konstrukční provedení uzemnění stínění vodičů

Nevhodné napojení stínění vodiče

Vliv zkroucené délky stínění na jeho impedanci

Správné napojení stínění vodiče na konektorovou hlavici

Správné a nevhodné napojení stínění vodiče na stínící skříň


Napojení kabelů do zařízení

Vhodné a nevhodné napojení vodičů do zařízení

Správné napojení vodičů do stíněného prostoru skříně (vstupní panel)


Co jsme z EMC nestihli

  • Vnitřní konstrukce zařízení

  • Odrušovací součástky

  • Odrušovací filtry

ZČU v Plzni 2003


Děkuji za pozornost

ZČU v Plzni 2012


EMC

ZČU v Plzni 2003


  • Login