Compatibilitatea electromagnetica - introducere in compatibilitatea electromagnetica

COMPATIBILITATEA ELECTROMAGNETICA  - INTRODUCERE IN COMPATIBILITATEA ELECTROMAGNETICA

Compatibilitatea electromagnetica este un domeniu de mare actualitate, fiind impusa de dezvoltarea electronicii, a electrotehnicii neliniare, extinderea si diversificarea retelelor de comunicatii si transmisii de date, cresterea gradului de interconectare in cadrul retelelor energetice de alta natura.

Toate acestea au condus la cresterea gradului de poluare electromagnetica atat in mediul inconjurator, cat si in cadrul tuturor retelelor energetice, de comunicatii sau de alta natura.

Poluarea electromagnetica determina o serie de fenomene nedorite:

- folosirea necorespunzatoare a spectrului de radio-frecvente;

- disfunctionalitati pt echipamentele electrice, electronice si de radio;

- efecte negative asupra tesuturilor umane;

- aprinderea unor substante inflamabile.

Ideea de compatibilitate electromagnetica isi are originea in procesul de influentare sau interferenta din tehnica radio, in sensul ca daca un receptor radio, acordat pe frecventa unui emitator radio, receptioneaza si un alt emitator, se asista la un fenomen de interferenta.

Def.1: Compatibilitatea electromagnetica (COMPATIBILITATEA ELECTROMAGNETICA) reprezinta capacitatea echipamentelor electrice, electronice si de radio de a coexista, in sensul de a nu emite niveluri inacceptabile de perturbatii electromagnetice si de a nu reactiona imprevizibil la emisia altor sisteme din mediul lor ambiental in care lucreaza.

Def. 2: Compatibilitatea electromagnetica reprezinta capacitatea unui echipament electric sau electronic de a functiona normal intr-un mediu de campuri electromagnetice, fara a influenta acest mediu in care se afla si alte echipamente.

Un dispozitiv electric se considera compatibil daca in calitate de emitator produce emisii tolerabile, iar in calitate de receptor poseda imunitate, respectiv rezistenta la perturbatii suficienta.

Initial normativele de COMPATIBILITATEA ELECTROMAGNETICA urmareau cu precadere radioreceptiei, extinzandu-se apoi si in ceea ce priveste asigurarea imunitatii produselor.

Cursul de compatibilitate electromagnetica va fi axat pe urmatoarele teme:

Procesele fizice prin care un semnal util este interferat de catre un semnal

perturbator (galvanic, inductiv, prin radiatie electromagnetica);

Mijloacele tehnice prin care se realizeaza decuplarea semnalelor de  interferenta (filtre, ecrane metalice, transmisia opto-electrica);

Tehnica de masurare a nivelului si formei semnalelor perturbatoare emise (baza materiala necesara e foarte scumpa);

Tehnica de testare a imunitatii unui echipament electric sau electronic la un nivel de semnal perturbator in conformitate cu recomandarile din normativele internationale.

In cadrul transferului de semnal de la emitator la receptor sunt esentiale urmatoarele aspecte:

- producerea proceselor fizice prin care are loc influentarea semnalului util;

- mijloacele tehnice de masurare a influentarii.

Influentarea sau interferenta se resimte la receptor, in sensul ca energia electromagnetica, provenind din alte emitatoare decat emitatorul pt care receptorul este pregatit, modifica sau interfereaza semnalul util.

Influentarea sau interferenta semnalului util se produce prin intermediul unor cuplaje:

- galvanice

          - inductive

- capacitive

- de radiatie electromagnetica.

Din punct de vedere al compatibilitatii electromagnetice, exista emitatoare de perturbatii electromagnetice si receptoare de perturbatii electromagnetice.

Emitatoare se considera:

- lampile cu descarcari in gaze, in faza aprinderii;

- sistemul “DELCO” de aprindere la autovehicule;

- sistemele de emisie radio, TV, radar;

- exploziile nucleare;

- descarcarile atmosferice intre nori sau intre nor si pamant;

- motoarele electrice cu colector.

Receptoare se considera:

- sistemele de automatizare cu semiconductoare, care pot receptiona semnale false;

- sistemele de receptie a informatiilor (telefonice, televizate, radar);

- sistemele de masurare electrica a marimilor electrice si neelectrice (osciloscoape, etc.);

- retelele de calculatoare;

- microscopul electronic.

Obs: Unele echipamente pot fi considerate atat emitatoare cat si receptoare. Un sistem format dintr-o sursa si un receptor poate suferi interferente cumulate (cuplaj galvanic, cuplaj inductiv, cuplaj capacitiv, etc.). Semnalul de interferenta se mai poate numi “zgomot electromagnetic” deoarece prezenta lui deformeaza informatia utila transmisa de la sursa la receptor si o face mai putin clara. In absenta unor masuri tehnice adecvate, nivelul zgomotului in domeniul transmiterii informatiei poate atinge acelasi ordin de marime cu nivelul semnalului util.

Fig. 1.1 Cuplaje de interferenta.

	Fig. 1.2. Model de interferenta.

Nivelul de referinta al zgomotului electromagnetic se considera nivelul zgomotului galactic. Nivelul semnalului util se masoara in raport cu nivelul de referinta si in mod normal se situeaza deasupra nivelului interferentei functionale.

Nivelul de prag al zgomotului corespunde situatiei in care nivelul interferentei functionale este identic cu nivelul semnalului util. O diminuare in continuare a semnalului util este perceputa la receptor ca zgomot.

Nivelurile de semnal util si de zgomot mentionate sunt valabile numai pt o banda ingusta de frecventa , in jurul unei frecvente centrale, fc si numai la un moment dat.

Masurarea nivelurilor de semnal util si de zgomot se poate face in mod absolut.

Distanta dintre nivelul semnalului util si nivelul zgomotului functional se masoara in decibeli (dB).

Interferente de mod diferential si de mod comun

In cazul in care semnalul util este transferat de la sursa la receptor prin intermediul conductoarelor electrice, pot aparea interferente sub forma unor curenti de conductie.

Functie de modul de intrare al acestor curenti prin bornele receptorului exista:

- interferente de mod diferential;

- interferente de mod comun.

Interferente de mod diferential

- apar atunci cand curentul de interferenta intra printr-o borna a receptorului si iese prin borna cealalta.

Fig. 1.3 Masurarea unui curent intens cu ajutorul unui sunt.

Prezenta unui conductor parcurs de curentul i₂ variabil in timp produce prin inductie electromagnetica o tensiune de interferenta, ce determina un curent care intra printr-o borna a receptorului si iese prin cealalta.

Curentul I₂ are un continut propriu de armonice, deci si curentul de interferenta, care circula in bucla de masurare, are acelasi continut de armonice.

Armonica de ordin “n” a curentului de interferenta va fi:

unde:

Udn – este armonica de ordin “n” a tensiunii de interferenta indusa;

Rs,Rr – rezistenta electrica a suntului, respectiv a receptorului;

Zdn – impedanta transformatorica raportata la secundar.

La bornele receptorului, intre bornele A si B, exista simultan atat tensiuni de semnal util cat si de interferenta.

Interferente de mod comun

In acest caz curentul de interferenta intra prin ambele borne ale receptorului si se inchide prin capacitati parazite.

Fig. 1.4 Alimentarea cu energie el a unui receptor electric sau electronic.

Sursa este un  transformator cu neutrul conectat la pamant. Receptorul are carcasa metalica conectata la pamant.

In cordonul de alimentare al receptorului cele 2 conductoare electrice se afla practic in aceeasi pozitie si distanta fata de pamant.

Curentul variabil determina curenti de interferenta orientati in acelasi sens in cele 2 conductoare ale cordonului de alimentare a receptorului. Inchiderea curentilor de interferenta se face prin capacitatile parasite, prin pamant si prin neutrul transformatorului.

Interferenta este importanta daca valoarea curentului este mare, iar frecventa armonicelor este de ordin superior.