Upload
dale
View
88
Download
2
Embed Size (px)
DESCRIPTION
TME – Curs 8. Proiectare pentru compatibilitate electromagnetic ă. Con ţinutul cursului. Atenuarea perturbaţiilor cuplate inductiv Atenuarea perturbatiilor cuplate prin câmp radiat. Principiul cuplajului inductiv. (8-1). (8-2). PACI 1, PACI 2. - PowerPoint PPT Presentation
Citation preview
TME – Curs8
Proiectare pentru compatibilitate electromagnetică
2
Conţinutul cursului
Atenuarea perturbaţiilor cuplate inductiv Atenuarea perturbatiilor cuplate prin câmp radiat
3
Principiul cuplajului inductiv
2132108,5 ArsiArpentru
r
AAM
dt
idMv p
s
)( (8-1)
(8-2)
4
PACI 1, PACI 2
PACI 1. Acţiune la perturbator pentru micşorarea vitezei de variaţie a curenţilor.
PACI 2. Acţiune în trei locuri (perturbator, susceptor şi pe calea de transmisie) pentru reducerea inductivităţii mutuale dintre cele două circuite. îndepărtarea geometrica a circuitelor care se
influenţează; reducerea suprafeţelor buclelor receptoare dispunerea buclei susceptoare paralel cu direcţia
fluxului perturbator
5
Două bucle dreptunghiulare dispuse paralel
H/m2
1lnr0
d
a+
2=
lM
(8-3)
6
Două bucle dreptunghiulare dispuse într-o poziţie oarecare
μH/in
2413
2314ln005,0
μH/m
2413
2314ln2,0
:rezultă1r
Pentru
H/m
2413
2314lnπ
r0
DD
DD
DD
DD
lM
DD
DD
2=
lM
l
pi
2 4D24
pi
1
3
D13
D14
D23
bucla 1
bucla 2
(8-4)
7
Exemplu 1
1
2
3
4
0,5 in
60 m il
in5036,006,05,0
in5,0
222314
2413
DD
DD
nH0,2nH0,50,5
0,50360,5036ln53
nH
2413
2314ln51
DD
DDlM
Pe o plachetă cu secţiunea prezentată în figurăse găsesc realizate două bucle de circuit: bucla perturbatoare formată din traseele 1 şi 2, respectiv bucla susceptoare formată din traseele 3 şi 4. Cele două bucle sunt paralele pe lungimea l=3 in.
1. Ne propunem să evaluăm inductanţa mutuală dintre cele două bucle.
2. Vom determina valoarea inductanţei mutuale şi pentru situaţia în care bucla perturbatoare este formată din traseele 1 şi 3 , iar bucla susceptoare din traseele 2 şi 4?
nH46nH0,060,06
0,50360,5036ln53nH
2413
2314ln52
DD
DDlM
8
Orientarea corespunzătoare a buclelor
A)
1 23
4
1 23
4B)
9
Două trasee circulare situate deasupra unui plan de masă
μH/in2
1ln00254,0
μH/m2
1ln1,0
:rezultă1Pentru
H/m2
1lnπ4
2
2
r
2
r0
d
h
d
hl
M
d
hl
M
h
plan de masã
l
d
pi
pi
bucla 1 bucla 2
(8-5)
10
Două trasee cu secţiune dreptunghiulară, situate deasupra unui plan de masă
μH/in01,0μH/m4,0
:rezultă1Pentru
H/mπ
H/m2
1lnπ4
22
r
2
r0
2
r0
d
h
d
hl
M
d
h
d
hl
M
l
d
w
substratizolator
plan demasă
pi
pih
bucla 1 bucla 2
(8-6)
xx
x
xxxxx
)1ln(
:1Dacă432
)1ln(432
(8-7)
11
PACI 3 - Acţiune la perturbator şi/sau perturbator
PACI 3. Torsadarea (răsucirea) firelor.
efectul torsadării la perturbator
)1( iev )( iev )1( iev )2( iev
efectul torsadării la susceptor
12
PACI 4 - Acţiune pe calea de transmisie
PACI 4. Ecranarea Sub 50 KHz au eficienţă ecranele realizate din
materiale feromagnetice. Peste 50 KHz se pot utiliza şi ecrane electrice.
a ) ecra nin e fic ien t
fe ţe izo la te
b ) ecra nefic ien t e lec tr ic
fe ţeech ip o ten ţia liza te
b ) ecra n e fic ien tm a g n etic
m u ch ii cuco n tin u ita te e lec tr ică
13
Comparaţie între diferite moduri de conectare a ecranelor magnetice
14
Exemplu 2
15
PACR 1, PACR 2
PACR 1. Acţiune la perturbator – micşorarea puterii emiţătoarelor PACR 2. Acţiune pe calea de transmisie - majorarea distanţei dintre emiţător şi susceptor.
TPd
,
d
TP
=E5530
Pd
,E T
017
8-8
8-9
16
PACR 3 Acţiune pe calea de transmisie
][][][][ dBa+dBa+dBa=dBa RMRAE y1
E y2
E y3
E y
E y
H x
H x
H x3
H x2
H x1
2ZZ 1 Z 3
t
u n de in c iden te
u n de re flec ta te
u n dere flec ta te
in tern
u n de pen etra te
E C R A NM E T A L IC
exter ioru lecra n u lu i
in ter ioru lecra n u lu i
[dB]log103
1
P
PaP
[dB]log20
[dB]log20
3
1
3
1
H
Ha
E
Ea
H
E
8-10
8-11
8-12
17
PACR 4 – Atenuarea prin absorbţie
PACR 4. Absorbţia unui ecran este influenţată de: Grosimea ecranului, t ; Frecvenţa perturbaţiei, f ; Natura materialului, r şi r atenuaredecoeficientπ
:unde1
2
f
eE
E t
Cur
rrA ftE
Ea
:unde
1314,02
1log20dB][
8-13
8-14
)()t
(=aA eloglog20]dB[
8-15
18
Reflexia
E y1
E y2
E y3
E y
E y
H x
H x
H x3
H x2
H x1
2ZZ 1 Z 3
t
u n de in c iden te
u n de re flec ta te
u n dere flec ta te
in tern
u n de pen etra te
E C R A NM E T A L IC
exter ioru lecra n u lu i
in ter ioru lecra n u lu i
23
2
21
1
1
3
23
2
2
3
23
3
21
2
1
3
23
3
2
3
22;
2
22;
2
Z+Z
Z
Z+Z
Z=
H
H
Z+Z
Z=
H
H
Z+Z
Z
Z+Z
Z=
E
E
Z+Z
Z=
E
E
;Z+Z
Z=
H
H
Z+Z
Z=
E
E
21
12
1
2;
21
22
1
2
1
22
21
21
23
2
21
1
1
3
1
22
21
21
21
1
21
2
1
3
4422
4422
Z
Z
ZZ
ZZ
Z+Z
Z
Z+Z
Z=
H
H
Z
Z
ZZ
ZZ
Z+Z
Z
Z+Z
Z=
E
E
8-16
8-17
8-18
[dB]log20log20
[dB]log20log20
3
1
3
1
Z4
ZH
H=a
Z4
ZE
E=a
2
1RH
2
1RE
8-19
19
PACR 5 - Atenuarea prin reflexie în zona de câmp îndepărtat
PACR 5. Reflexia în câmp îndepărtat este influenţată de:
Frecvenţa perturbaţiei, f
Natura materialului, r şi r
ecranpentru;1068,3
libersaptiulpentru;377π120
72
1
r
rfZ
Z
r
r
r
r
7-R
f
f103,684
377=a
]MHz[log10108
]log[20]dB[
8-20
8-21
20
PACR 6 - Atenuarea prin reflexie în zona de câmp apropiat
;π2
;π2
00
00
rjZZ
rj
ZZ
H
E
]MHz[log30log20202
MHz][log10202]dB[
AlsauCu
32
fr
fra
r
rRE
]MHz[log10log2075
]MHz[log1075]dB[
AlsauCu
2
fr
fra
r
rRH
8-22
8-23
8-24
PACR 6. Reflexia în câmp apropiat este influenţată de:
Natura materialului, r şi r
Frecvenţa perturbaţiei, f în câmp electric şi f în câmp magnetic.
Distanţa faţă de perturbator, r în câmp electric şi r în câmp magnetic.
21
PACR 7 - Atenuarea prin reflexii multiple
jfdRM ea 121log20]dB[
8-25
22
Materiale utilizate pentru ecranare
Material r r Domenii de utilizare - metal 0.03 80,000 Pereţii incintelor de ecranareFier 0.17 1,000 Pereţii incintelor de ecranareOţel 0.10 1 Pereţii incintelor de ecranareArgint 2.05 1 Acoperiri de contactCupru 1.00 1 Incinte de ecranare, acoperiri pe suprafeţeAur 0.70 1 Acoperiri de contactAluminiu 0.61 1 Pereţii incintelor de ecranareZinc 0.29 1 Acoperiri de suprafeţeAlamă 0.26 1 Contacte elasticeBronz 0.18 1 Material de etanşareMetal Monel 0.04 1 Garnituri de etanşare
23
Atenuarea prin reflexie - situaţia A
u n d e p la n e (E ,H )
c â m p d e în a ltăim p e d a n ţă (E )
c â m p d e jo a săim p e d a n ţă (H )
r=1mr=0,1m
f[M Hz]
a [dB]R
0
10
50
100
150
200
250
107
106
105
104
103
102
cupru
r=1m
r=0,1m
1
1
r
r
24
Atenuarea prin reflexie - situaţia B
f[M Hz]
a [dB]R
0
10
50
100
150
200
250
107
106
105
104
103
102
fier
r=1m
r=0,1m
r=1mr=0,1m
c â m p d e jo a săim p e d a n ţă (H )
u n d e p la n e (E ,H )
c â m p d e în a ltăim p e d a n ţă (E ) 17,0
1000
r
r
25
Atenuarea globală - situaţia A
g
a
b
c
d
ef
f[M Hz]
a [dB]
0
10
50
100
150
200
250
107
106
105
104
103
102
cuprur=1m
300
1
1
r
r
26
Atenuarea globală - situaţia B
a
b
c
d
e
f
g
f[M Hz]
a [dB]
0
10
50
100
150
200
250
107
106
105
104
103
102
fierr=1m
300
17,0
1000
r
r
27
Ecrane cu orificii
d
s
s
t
con d u ctor
d ecu p aj în
m eta l
Circuiteradiante
echivalente
28
Influenţa diametrului orificiilor
E C R A N C U O R IF IC II M A R I
F ro n tu l u n d e lo r
in c id e n te
F ro n tu l u n d e lo r
re fle c ta te
F ro n tu l u n d e lo r
p e n e tra te
câm
p el
ectr
ic i
ncid
ent
câm
p el
ectr
ic p
enet
rat
E C R A N C U O R IF IC II M IC I
conductor
câm
p m
agne
tic
inci
dent
E C R A N C U O R IF IC II M IC I
câm
p m
agne
tic
pene
trat
29
PACR 8 – Eficienţa ecranelor cu orificii
naad
t
da
n log10]dB[]dB[
3,272
log20dB][
1
1
naad
a
n log10dB][[dB]2
log20[dB]
1
1
8-26
8-27
E C R A N
t
tech
d