EMC - Transiënt B.V.

Ga naar de inhoud

Hoofdmenu

EMC

Activiteiten

Wat is EMC?

Elektro Magnetische Compatibiliteit is het vermogen om naar behoren te kunnen functioneren zonder andere bedrijfsmiddelen te storen, en zonder door andere gestoord te worden.

De laatste jaren is het gevaar voor wederzijdse beïnvloeding sterk toegenomen. Denk aan gevoelige elektronica, processors met hoge kloksnelheden (met frequenties tot in de FM-band),stuur- en meetspanningen van minder dan 5V, draagbare telefoons, data netwerken, schakelende voedingen, vermogens elektronica zoals softstarters en frequentie regelaars, etc, etc.
Voor de komende jaren wordt een verdere sterke toename van storende invloeden verwacht.
Het was duidelijk dat de oude normen aangepast dienden te worden.
Dit resulteerde in de Europese EMC -richtlijn.
Afgeleid hiervan is een aantal geharmoniseerde Europese normen over EMC zaken.
Deze geharmoniseerde Europese normen spreken over emissie en immuniteit.
Emissie is de storing die het apparaat zelf veroorzaakt, terwijl immuniteit het vermogen is om storingen van  buitenaf te doorstaan.

Zo kennen we emissie- en immuniteitsnormen voor apparaten die moeten functioneren in huishoudelijke, handels- en licht- industriële omgevingen, maar ook normen voor industriële omgevingen.

Het is zeer aan te raden om in de ontwerpfase van een installatie al te onderkennen waar (in de toekomst) EMC- problemen kunnen optreden. Storingen in industriële automatisering installaties veroorzaken mogelijke productieverlies en het naderhand opheffen van storingen is moeilijk en kost veel tijd en geld.

Aangezien de installaties meestal in een industriële omgeving werken is een hoge ongevoeligheid voor optredende storingen gewenst. Gelukkig zijn de componenten, die bedrijven toepassen meestal bestemd voor industrieel gebruik. Ontwerpers moeten opletten dat de door hen toegepaste componenten voldoen aan de desbetreffende normen. De toepassing en montage dient te geschieden op de wijze zoals de fabrikant dit voorschrijft.
Bij twijfel dient de ontwerper te rade te gaan bij de fabrikant of leverancier.


Een van de belangrijkste hulpmiddelen die gehanteerd wordt om EMC te vergroten is het aanleggen van een deugdelijke aardingsinstallatie.
Een deugdelijke aardingsinstallatie heeft tot doel elektromagnetische storingen te verminderen en om de emissie van storingen te beperken.
Alle geinduceerde spanningen in afschermingen en chassis dienen met een zo laag mogelijke impedantie afgeleid te worden naar het aardvlak. De weerstand die de stroom daarbij ondervindt is sterk afhankelijk van de optredende frequentie.
Zo hebben hoogfrequent signalen een skin effect, dit resulteert dat er zorg voor moet worden gedragen dat er veel aard oppervlak moet worden gecrëeerd zoals o.a. platte litze verbindingen.

Er moet tevens ook op gelet worden dat kabels of bundels geiders met verschillende storende of gevoelige signalen gescheiden worden aangebracht.
Minimaliseer de lengte van de kabels. Minimaliseer ook het oppervlak van massalussen.
Toepassen van afgeschermde kabels maken het mogelijk kabels van met verschillende signalen (storende en gevoelige signalen) in één kabelgoot te plaatsen.
Natuurlijk is hierbij wel belangrijk het op de juiste manier aansluiten van de afscherming.
Waarborg dat geleiders of kabels met verschillende signalen elkaar onder rechte hoeken kruisen.



Belangrijkste soorten EMC-storing in installaties



Ontvangen van hogere harmonischen via voedingen.

Harmonische zijn periodieke vervorming van sinusvorm. Deze vervormingen worden ondermeer veroorzaakt door triacs, thyristors en gasontladingslampen.

Gevolgen:
Energie verlies in leidingen en machines in de hoofdstroomcircuits, zendende storing binnen en buiten besturingskasten.

Maatregelen:
Bepaal of er een hoog niveau van harmonische is d.m.v. meting met een oscilloscoop.
Gebruik voedende kabels met een zo laag mogelijke impedantie. Bijkomend voordeel is dat de door de te bouwen eigen installatie opgewekte harmonische minder hinder geven aan anderen. Bouw een ‘sterk net’.
Een andere mogelijkheid is het opnemen van filters die de harmonische van een zekere frequentie afleiden.


Zelf opgewekte hogere harmonische.

Gevolgen:
Energieverlies en storing in andere installaties.

Maatregelen:
Gebruik voedende kabels met een zo laag mogelijke impedantie. Bouw een ‘sterk’ net.


Spanningspieken

Dit zijn niet-periodieke pulsen van hoge spanning. Vaak veroorzaakt door in-uitschakelen van grote vermogens. Een andere belangrijke oorzaak is bliksem.

Gevolgen:
Gebruik softstarters, blusdioden,  varistoren, de juiste ster-driehoek schakelingen, etc.
Kortom, voorkom grote schakelpieken. Zorg voor een goede bliksembeveiliginginstallatie.
Gebruik altijd overspanningsbeveiligingen.


Galvanische koppeling

Galvanische koppeling ontstaat wanneer twee of meer voedingsbronnen dezelfde geleider gebruiken. Denk  bij de installaties aan het gebruik van de aarde als referentie voor nul van de stuurspanningen.

Gevolgen:
Bij schakelen in het ene circuit kan een spanning opgewekt worden in het andere circuit.
De impedantie van het gemeenschappelijke deel zorgt hiervoor.

Maatregelen:
Zorg ervoor dat elke voedingsbron zijn eigen circuit heeft met slechts een (1) verbinding naar de
(referentie-)aarde. Zorg voor galvanische scheiding tussen verschillende circuits d.m.v. interfacerelais, optocouplers etc.


Capacitaire koppeling

Capacitaire koppeling ontstaat doordat twee geleiders elkaar beïnvloeden middels hun elektrisch veld. In feite gedragen die twee geleiders zich als de platen van een condensator. Het opgewekte storingsniveau is afhankelijk van de spannings toe- of afname, van de frequentie, en van de afstand tussen twee geleiders.

Gevolgen:
Hoofdstroomkabels die in -en uischakel spanningspieken dragen verstoren signaalkabels.


Maatregelen:
Gebruik afgeschermde kabels en/of vergroot de afstand tussen de sterkstroom -en signaalkabels.



Inductieve koppeling

Inductieve koppeling ontstaat doordat twee geleiders elkaar beïnvloeden middels hun magnetisch veld. Zij gedragen zich als twee spoelen van een transformator. Het opgewekte storingsniveau is het sterkst afhankelijk van de stroom toe -of afname in een van de geleiders, en van de afstand tussen de twee geleiders.

Gevolgen:
Hoofdstroomkabels die grote stroompieken geleiden verstoren signaalkabels.

Maatregelen:
Gebruik  afgeschermde kabels en / of vergroot de afstand tussen de sterkstroom - en signaalkabels.


HF-(radio-) storing

Een totaal andere soort van storing is de in -en uitstraling van hoogfrequente (radio) storing. Denk met name aan de radiostoring die opgewekt wordt door PLC’s, PC’s en beeldschermen. Wat te denken van het gebruik van draagbare telefoons en portofoons?

Gevolgen:
Storing van radiocommunicatie, verstoring van data verwerkende apparatuur etc.

Maatregelen:
Scherm de gevoelige en storende apparatuur af d.m.v. stalen kasten. Wees voorzichtig met het gebruik van portofoons etc. bij openstaande kasten.
Omdat de zendvermogens betrekkelijk gering zijn in de installaties en de componenten doorgaans bestemd zijn om in industriële omgeving geplaatst worden, lijkt het niet aannemelijk dat er grote problemen te verwachten zijn.

Mochten er locaal hoge niveaus van HF-straling op kunnen treden is het raadzaam een meting te laten verrichten. Informatie van de opdrachtgever over grote zendvermogens zal ons op het juiste spoor moeten zetten. Denk bij luchthavens aan
radarinstallaties. Als maatregelen kunnen we dan kasten en componenten extra HF afschermen.


Elektrostatische ontladingen

Ook dit is een elektromagnetische storing. Elektrostatische ontlading, (Electro static discharge = ESD,) ontstaat wanneer door wrijving zich statische elektriciteit opbouwt en deze zich met een vonk ontlaadt. De spanning die hierbij ontstaat is hoog, tot in
het Kilo Volt bereik. Het vermogen daartegen is laag.

Gevolgen:
Elektronische apparatuur is gevoelig voor ESD en kan hierdoor blijvend beschadigd raken.

Maatregelen:
Het belangrijkste is dat er geen elektrostatische lading kan ontstaan. Denk aan geleidende vloeren, luchtbevochters en geleidende kunststoffen meubelen. Wanneer er toch overslag plaatsvindt, moet de lading niet via gevoelige componenten kunnen lopen maar direct worden afgeleid naar aarde. Een deugdelijke aarde en metalen omhulsels zijn hier noodzakelijk.




Samenvattend

Uit het voorgaande blijkt dat met name sterke momentele toe - en afname van zowel spanning als stroom de grootste bronnen van storing zijn.
In industriële automatiseringsinstallaties komen deze schakelpulsen vaak voor. Denk aan schakelen van motoren, relaisspoelen, het gebruik van vermogenselektronica in frequentieregelaars, DC-voedingen en softstarters.
Het is daarom van belang dat er aandacht besteed wordt aan de storingen die hierdoor ontstaan.

 
Terug naar de inhoud | Terug naar het hoofdmenu