INTRODUCCIÓN Y DEFINICIONES BÁSICAS

INTRODUCCIÓN Y DEFINICIONES BÁSICAS
La Compatibilidad Electromagnética (EMC) se ocupa del estudio de las condiciones que permiten
que sistemas eléctricos y electrónicos funcionen en coexistencia armoniosa.
Perturbación Electromagnética es cualquier fenómeno Electromagnético que pueda degradar el
funcionamiento de un dispositivo o equipo o pueda afectar adversamente a la materia viva o
inerte.
Interferecia Electromagnética (EMI) es la degradación en el funcionamiento de un dispositivo,
equipo o sistema debida a una perturbación Electromagnética. Si está en el rango de radiofrecuencias y es capaz de causar degradación en la recepción de una señal se denomina
Interferencia de radio frecuencia (RFI)
Aplicaciones
•
•
•
•
•
Sistemas militares
Protección de microchips contra descargas electrostáticas
Problemas causados por la continua expansión de la utilización legal o ilegal del espectro de
RF
Problemas debidos a emisiones de radio que puedan alterar los potenciales en regiones con
sustancias inflamables
Seguridad en sistemas informáticos
COMPATIBILIDAD ELECTROMAGNÉTICA
TEMA 1: INTRODUCCIÓN Y DEFINICIONES BÁSICAS
1
DEFINICIONES BÁSICAS
El IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) ha definido formalmente
Compatibilidad Electromagnética: habilidad de un dispositivo, equipo o sistema de funcionar en su entorno
Electromagnético sin introducir perturbaciones Electromagnéticas intolerables a nada que esté en el
mismo.
Susceptibilidad Electromagnética: Falta de habilidad de de un dispositivo, equipo o sistema de funcionar sin
degradación en presencia de una perturbación Electromagnética.
Inmunidad a una perturbación: Habilidad de un dispositivo, equipo o sistema de funcionar sin degradación en
presencia de una perturbación Electromagnética.
Nivel de compatibilidad Electromagnética: Máximo nivel de una perturbación Electromagnética dada a que se
prevé que puede ser sometido un dispositivo, equipo o sistema.
Nivel de inmunidad: Máximo nivel de una perturbación Electromagnética dada que soporta un dispositivo,
equipo o sistema manteniendo su operatividad.
Límite de inmunidad: Nivel de inmunidad especificado.
Margen de inmunidad: Diferencia entre el límite de inmunidad y el nivel de compatibilidad.
Margen de compatibilidad Electromagnética: Razón entre el nivel de inmunidad y un nivel de perturbación dado.
COMPATIBILIDAD ELECTROMAGNÉTICA
TEMA 1: INTRODUCCIÓN Y DEFINICIONES BÁSICAS
2
COMPATIBILIDAD ELECTROMAGNÉTICA
TEMA 1: INTRODUCCIÓN Y DEFINICIONES BÁSICAS
3
FUENTES DE PERTURBACIÓN EM
NATURALES: Tormentas eléctricas
•
•
•
•
Al incidir un rayo sobre un conductor se provocan sobretensiones del orden de 100--200
KV con relación a tierra.
Las corrientes en la superficie de la tierra pueden inducir corrientes en cables próximos.
Las nubes cargadas de las tormentas generan gradientes de potencial cerca de la
superficie del orden de 1--10 . Al caer el rayo se producen transitorios.
Los cambios rápidos de corriente a lo largo del canal de descarga emite radio--frecuencia
en un rango de 10--100 MHz.
COMPATIBILIDAD ELECTROMAGNÉTICA
TEMA 1: INTRODUCCIÓN Y DEFINICIONES BÁSICAS
4
FUENTES DE PERTURBACIÓN EM
ARTIFICIALES
•
Descargas electrostáticas: Mediante rozamiento (10--25 KV). Daños: a microchips,
explosiones en entornos de vapores inflamables, etc.
• Pulsos nucleares
Electromagnéticos: Al
explotar una bomba atómica
se genera radiación X y
que al chocar con capas
ionizables de la atmósfera
generan corrientes
eléctricas a dos altitudes
distintas. Daños: redes de
alimentación eléctrica y de
comunicaciones.
COMPATIBILIDAD ELECTROMAGNÉTICA
TEMA 1: INTRODUCCIÓN Y DEFINICIONES BÁSICAS
5
•
Sistemas eléctricos y electrónicos: Son los medios de contaminación Electromagnética más
usuales. Por orden de importancia:
1.
Sistemas automotores: Alternadores, motores eléctricos, sistemas de ignición.
2.
Sistemas de distribución de corriente: líneas de tensión, subestaciones de AC y DC,
centrales eléctricas.
3.
Equipos industriales: soldadores, calentadores, hornos de microondas, gruas,
osciladores, equipos digitales (informáticos), etc. Dentro de estos equipos las fuentes
de ruido principales son:
1.
Trenes de pulso de alta frecuencia en sistemas digitales.
2.
Osciladores de alta frecuencia.
3.
Transitorios causados por simples conexiones y desconexiones.
Radio transmisores: Crean un ambiente de radio--frecuencia difícil de controlar por su
rápidaexpansión, tanto legal como ilegal
4.
COMPATIBILIDAD ELECTROMAGNÉTICA
TEMA 1: INTRODUCCIÓN Y DEFINICIONES BÁSICAS
6
•
Variaciones de voltaje en los cables de suministro:
Variaciones de baja frecuencia debidas a las cargas conectadas a la red de
suministro y a los fallos en el suministro.
Variaciones en la forma senoidal del suministro.
Variaciones de alta frecuencia (transitorios de apagado/encendido)
COMPATIBILIDAD ELECTROMAGNÉTICA
TEMA 1: INTRODUCCIÓN Y DEFINICIONES BÁSICAS
7
IDENTIFICACION DE PROBLEMAS
1. Frecuencia de aparición del problema y coincidencia de la frecuencia de
aparición con la de la fuente de ruido
2. Frecuencias de emisión relevantes
3. Si está caracterizado el ruido por una relación de ancho de banda estrecho
o ancho cuando actúa como receptor.
4. Si son los niveles de perturbación suficientes para causar daños a los
sistemas expuestos en la primera exposición o tras sucesivas exposiciones.
5. Técnicas simples para evitar interferencias:
6. Alejar el circuito de la fuente (interacción entre ambos radiativa; si es
conductiva no funciona tan bién).
7. Si el acoplamiento está polarizado, un cambio en la orientación minimiza el
mismo.
8. Uso de barreras entre los sistemas: filtros, pantallas, etc.
9. Diseñar el sistema afectado para que tenga menos sensibilidad a la
perturbación.
COMPATIBILIDAD ELECTROMAGNÉTICA
TEMA 1: INTRODUCCIÓN Y DEFINICIONES BÁSICAS
8
REGULACIONES DE EMC
Organismos internacionales:
•
CISPR (Comité International Special des Perturbations
Radioelectriques): surgió en 1933 a partir de la IEC
(International Electrotechnical Comission) auspiciada por la
ONU. Aceptan sus normas 44 paises
•
USA: FCC (Federal Communications Commission)
•
Unión Europea: CENELEC (Comité Européen de
Normalisation Electrotechnique). Acepta los standares de la
CISPR. Reune a los comités técnicos de 17 paises (trabaja
coodinadamente con el ETSI (European Telecommunications
Standard Institute) en materias de telecomunicación.
COMPATIBILIDAD ELECTROMAGNÉTICA
TEMA 1: INTRODUCCIÓN Y DEFINICIONES BÁSICAS
9
REGULACIONES DE EMC
COMPATIBILIDAD ELECTROMAGNÉTICA
TEMA 1: INTRODUCCIÓN Y DEFINICIONES BÁSICAS
10
El CENELEC emite normativas que deben cumplir los equipos que se pueden comercializar
libremente en la Unión Europea.
La más famosa es la 89/336/EEC de 3 de Mayo de 1989 que cubre casi todos los aparatos eléctricos
y electrónicos y que entró en vigor en la Comunidad Europea en 1992.
COMPATIBILIDAD ELECTROMAGNÉTICA
TEMA 1: INTRODUCCIÓN Y DEFINICIONES BÁSICAS
11
Estándares aceptados en la normativa 89/336/EEC
Empresas españolas
capacitadas para hacer
acreditaciones
TECNOS
AENOR
LGAI
CETECOM
LCOI
INTA
ALCATEL
etc.
COMPATIBILIDAD ELECTROMAGNÉTICA
TEMA 1: INTRODUCCIÓN Y DEFINICIONES BÁSICAS
12
EQUIVALENCIAS
COMPATIBILIDAD ELECTROMAGNÉTICA
TEMA 1: INTRODUCCIÓN Y DEFINICIONES BÁSICAS
13
MÉTODOS DE TESTEO
Para verificar el cumplimiento de las normativas se realizan cuatro tipos de tests
1. Tests CE (Conducted Emission): Testean las corrientes que se
propagan por los cables conectados al equipo bajo test.
2. Tests CS (Conducted Susceptibility): Testean el efecto de corrientes
inyectadas en los cables conectados al equipo sobre el
funcionamiento del mismo.
3. Tests RE (Radiated Emission): Testean los campos radiados por el
equipo.
4. Tests RS (Susceptibility Emission): Testean el efecto de campos
incidentes sobre el equipo.
COMPATIBILIDAD ELECTROMAGNÉTICA
TEMA 1: INTRODUCCIÓN Y DEFINICIONES BÁSICAS
14