Principy elektromagnetické kompatibility Semestrální projekt Principy elektromagnetické kompatibility Automatizace Petr Luzar Automatizace

Co to je elektromagnetická kompatibilita auto Semestrální projekt Co to je elektromagnetická kompatibilita Schopnost zařízení nebo systému fungovat takovým způsobem, aby ve svém elektromagnetickém prostředí neovlivňovala jiná zařízení nebo systémy elektromagnetickým rušením. Jde o „schopnost“ být odolný proti působení jiných zařízení a současně jiná zařízení neovlivňovat. Značí se zkratkou EMC E – Electro M – Magnetic C – Compatibility Automatizace

EMC biologických systémů auto Semestrální projekt EMC biologických systémů Zabývá se celkovým elektromagnetickým pozadím našeho životního prostředí a přípustnými úrovněmi rušivých i užitečných elektromagnetických signálů s ohledem na jejich vlivy na živé organismy. Výsledky výzkumu nejsou v této oblasti zdaleka jednoznačné. Závisí na charakteru pole, době působení a na vlastnostech organismu. Každý člověk reaguje na působení elektromagnetického pole jinak a je obtížné analyzovat změny v organismu. Automatizace

EMC technických systémů auto Semestrální projekt EMC technických systémů Zabývá se vzájemným působením a koexistencí technických prostředků, které jsou zejména zaměřené na elektrotechnické a elektronické přístroje, prostředky a zařízení. Automatizace

Rozdělení elektromagnetické kompatibility auto Semestrální projekt Rozdělení elektromagnetické kompatibility Elektromagnetická kompatibilita (EMC) Elektromagnetická interference (EMI) Elektromagnetická susceptibilita (EMS) EMI - zabývá se především identifikací zdrojů rušení, popisem a měřením rušivých signálů a identifikací parazitních přenosových cest. EMS – zabývá se elektromagnetickou citlivostí či elektromagnetickou odolností vyjadřující schopnost zařízení pracovat bez poruch nebo s přesně definovaným přípustným vlivem v prostředí, v němž se vyskytuje elektromagnetické rušení. EMS se tak týká spíše odstraňování důsledků rušení, bez odstraňování jejich příčin. Automatizace

Přenosová cesta Automatizace Semestrální projekt Zdroj elektromagnetického vlnění Přenosové prostředí (elektromagnetická vazba) Rušený objekt (přijímač rušení) Zdroj elektromagnetického vlnění Přenosové prostředí Rušený objekt Automatizace

Elektromagnetické vlnění – frekvenční pásmo auto Semestrální projekt Elektromagnetické vlnění – frekvenční pásmo Vlnová délka 3000km 30km 300m 3m 3cm 0.3mm 3mm 30nm 0.3nm Frekvence [Hz] 102 103 104 105 106 107 108 109 1010 1011 1012 1013 1014 1015 1016 1017 1018 NF Rozsah VF Rozsah Mikrovlnný rozsah Světelné záření Rentgenové záření Analogová telefonie AM Rádio TV, FM Rádio Mobilní telefonie Mikrovlnná trouba Rentgenový snímek IR záření, viditelné světlo, UV záření Automatizace

Šíření elektromagnetických vln auto Semestrální projekt Šíření elektromagnetických vln 1000 km 60 km Přímá vlna Povrchová vlna Ionosférická prostorová vlna Automatizace

Druhy elektromagnetického rušení auto Semestrální projekt Druhy elektromagnetického rušení Vysokofrekvenční signály – mohou se šířit po vedení nebo vyzařováním Telekomunikační přístroje Přístroje pro mikrovlnný, indukční nebo dielektricky ohřev Přístroje s vnějšími projevy činnosti elektrických zařízení (jiskření při přerušování elektrického proudu např. zapínaní / vypínání) Přírodní elektromagnetické jevy Automatizace

Druhy elektromagnetického rušení auto Semestrální projekt Druhy elektromagnetického rušení Nízkofrekvenční rušení Impulzní rušivé signály – krátkodobé, jednorázové, nepravidelně se opakující změny elektrického napětí a proudu (přepěťové a proudové rázy aj.). Rušení při síťovém kmitočtu – změny síťového napájecího napětí, kolísání odebíraného proudu aj. Rušení neharmonickým síťovým kmitočtem – deformace síťového nebo při odběru nesinusového proudu. Rušení jinými kmitočty – nežádoucí interference se signálem hromadného dálkové ovládání nebo signály různých zabezpečovacích a signálních zařízení. Rušení nf elektrickým a magnetickým polem – šíří se prostorem v podobě elektrického nebo magnetického pole (elektrické pole v okolí vodičů VN, magnetické pole v okolí vodičů s velkými proudy) Automatizace

Elektrické spínače a měniče auto Semestrální projekt Druhy elektromagnetického rušení - shrnutí Blesky Vysoké napětí Mikrovlnné trouby Vysílače Wi-Fi Zářivky Rentgeny Mobily Radary Elektrické spínače a měniče Komutátorové motory Relé, stýkače Síťová vedení Datová vedení Automatizace

Vznik elektromagnetických vln - příklad auto Semestrální projekt Vznik elektromagnetických vln - příklad Základem pro vznik elektromagnetických vln je oscilační obvod napájený oscilátorem. Po připojení zdroje střídavého napětí prochází nejprve proud i, který vytváří na kondenzátoru magnetické pole H. Kondenzátor se nabíjí a mezi jeho elektrodami roste napětí u - vytváří elektrické pole E. ~ L u C i C _ E H + Automatizace

Elektromagnetické vlny auto Semestrální projekt Elektromagnetické vlny Uzavřený obvod Otevřený obvod I E x H Automatizace

Elektromagnetické pole auto Semestrální projekt Elektromagnetické vazby Vazba mezi zařízeními Kapacitní Rušivý signál se šíří změnami elektrického pole mezi vodiči se vzájemnou kapacitou. Indukční Rušivý signál se šíří změnami magnetického pole mezi vodiči se vzájemnou indukčností. Galvanická Rušivý signál se šíří přímým propojením po vedení přes případné zařazené impedance. Rušivý signál se šíří prostorem v podobě elektromagnetických vln Elektromagnetické pole Automatizace

Minimalizace rušení Minimalizace proudů auto Semestrální projekt Minimalizace rušení Minimalizace proudů Volba vhodných typů součástek Co nejmenší počet synchronizačních obvodů Impedanční přizpůsobení Minimalizace ploch (proudových smyček) Vhodné rozmístění součástek na DPS Správné blokování jejich napájení Vhodná konfigurace napájení a kabeláže Vhodné vedení spojů zemnění Řazení vrstev u vícevrstvých DPS Minimalizace kmitočtového spektra Nepoužívat zbytečně rychlé součástky (náběžná a sestupní hrana) Zbytečně rychlá datová komunikace Vhodné filtrování napájení Automatizace

Minimalizace rušení - příklady auto Semestrální projekt Minimalizace rušení - příklady 08 01 GND Oscilátor mP Špatně Špatně Vodič s největšími změnami log. úrovně by se měl soustředit se společným vodičem Nejlepší úpravou je proložení společných vodičů mezi signálové vodiče Spoje vést co nejblíže sebe Popřípadě mezi mini položit GND 01 08 GND Správně Oscilátor mP 01 GND . 04 08 GND Správně Správně Automatizace

Děkuji za pozornost Petr Luzar Automatizace Semestrální projekt v Kroměříži dne 25.4.2009 Automatizace

Použitá literatura Automatizace Semestrální projekt Ing. Václav Honys: Nová příručka pro zkoušky elektrotechniků 1997-8, IN-EL s.r.o., 1997, ISBN: 80-902333-1-7 Doc. Ing. Mirko Cipra, CSc., Ing. Michal Kříž, Ing. Vladimír Kůla, CSc.: Úvod do elektrotechniky, Vydavatelství ČVUT, 2000 Jak Kesl: Elektronika II - přenosová technika, BEN, 2004, ISBN: 80-7300-075-X http://www.etm.cz/rubriky/praxe/188-elektromagneticka-kompatibilita http://www.elektrorevue.cz/clanky/00025/index.html Automatizace