Principy elektromagnetické kompatibility

Prezentace na téma: "Principy elektromagnetické kompatibility"— Transkript prezentace:

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

2 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

3 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

4 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

5 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

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

7 Elektromagnetické vlnění – frekvenční pásmo
auto Semestrální projekt Elektromagnetické vlnění – frekvenční pásmo Vlnová délka 3000km km m m cm mm mm nm nm Frekvence [Hz] 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

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

9 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

10 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

11 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

12 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

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

14 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

15 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

16 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

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

18 Použitá literatura Automatizace Semestrální projekt Ing. Václav Honys:
Nová příručka pro zkoušky elektrotechniků , IN-EL s.r.o., 1997, ISBN: 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: X Automatizace