Thuật ngữ kỹ thuật tương thích điện từ cung cấp điện
Khả năng tương thích điện từ là một môn học ứng dụng toàn diện liên ngành mới nổi. Là một công nghệ tiên tiến, nó dựa trên lý thuyết cơ bản về công nghệ điện và vô tuyến, đồng thời liên quan đến nhiều lĩnh vực kỹ thuật mới, chẳng hạn như công nghệ vi sóng, công nghệ vi điện tử, công nghệ máy tính, công nghệ truyền thông và mạng và vật liệu mới. Công nghệ tương thích điện từ có nhiều ứng dụng và hầu hết các lĩnh vực công nghiệp hiện đại như năng lượng điện, thông tin liên lạc, giao thông vận tải, hàng không vũ trụ, công nghiệp quân sự, máy tính và chăm sóc y tế đều phải giải quyết các vấn đề về tương thích điện từ. Các chủ đề nóng trong nghiên cứu của nó chủ yếu bao gồm: đặc điểm của nguồn nhiễu điện từ và đặc điểm truyền dẫn của chúng, tác hại của nhiễu điện từ, công nghệ triệt tiêu nhiễu điện từ, sử dụng và quản lý phổ điện từ, tiêu chuẩn và thông số kỹ thuật của tương thích điện từ, công nghệ đo lường và kiểm tra, rò rỉ điện từ và xả tĩnh điện, v.v.
Tên tiếng Anh của tương thích điện từ là Electromagnetic Compatibility, viết tắt là EMC. Cái gọi là khả năng tương thích điện từ đề cập đến trạng thái cùng tồn tại trong đó thiết bị (hệ thống con, hệ thống) có thể thực hiện các chức năng tương ứng của chúng cùng nhau trong một môi trường điện từ chung. Có hai ý nghĩa ở đây, đó là bức xạ điện từ được tạo ra trong quá trình hoạt động của nó phải được giới hạn ở một mức độ nhất định và nó phải có khả năng chống nhiễu nhất định. Đây là vấn đề tương thích phải được giải quyết trong quá trình phát triển thiết bị. Dải tần liên quan đến công nghệ tương thích điện từ rộng từ 0 GHz đến 400 GHz. Ngoài các thiết bị truyền thống, các đối tượng nghiên cứu còn liên quan đến cấp độ chip, cho đến môi trường điện từ của các loại tàu, tàu con thoi, tên lửa xuyên lục địa và thậm chí là toàn bộ trái đất.
Ba yếu tố của khả năng tương thích điện từ là nguồn gây nhiễu (nguồn nhiễu), đường dẫn ghép nối và cơ thể nhạy cảm. Cắt bỏ bất kỳ mục nào ở trên có thể giải quyết vấn đề tương thích điện từ. Các phương pháp thường được sử dụng để giải quyết khả năng tương thích điện từ chủ yếu bao gồm che chắn, nối đất và lọc.
2 Thuật ngữ kỹ thuật về khả năng tương thích điện từ
(1) Khả năng tương thích điện từ
Khả năng tương thích điện từ đề cập đến khả năng của một thiết bị hoặc hệ thống hoạt động bình thường trong môi trường điện từ của nó mà không gây ra nhiễu điện từ không thể chấp nhận được đối với bất kỳ thứ gì trong môi trường.
(2) Nhiễu điện từ
Nhiễu điện từ đề cập đến bất kỳ hiện tượng điện từ nào có thể làm suy giảm hiệu suất của thiết bị, thiết bị hoặc hệ thống hoặc gây ra thiệt hại cho các chất sống hoặc không sống. Nhiễu điện từ có thể gây ra sự xuống cấp của thiết bị, kênh truyền dẫn hoặc hiệu năng của hệ thống. Các yếu tố chính của nó bao gồm các nguồn nhiễu tự nhiên và nhân tạo, kết hợp thông qua trở kháng nối đất công cộng/điện trở trong, nhiễu điện từ và nhiễu bức xạ được thực hiện dọc theo đường dây điện, v.v. Đường dẫn nhiễu đến hệ thống điện tử là: thông qua nguồn điện, thông qua đường tín hiệu hoặc cáp điều khiển, xuyên trường và trực tiếp qua ăng-ten; thông qua khớp nối cáp, nhiễu dẫn truyền từ các thiết bị khác; khớp nối trường nội bộ của hệ thống điện tử; nhiễu bức xạ từ các thiết bị khác; Khớp nối bên ngoài của thiết bị điện tử với các trường bên trong; hệ thống anten phát băng rộng; lĩnh vực môi trường bên ngoài, v.v.
(3) Môi trường điện từ
Môi trường điện từ là một hiện tượng điện từ thay đổi theo thời gian dường như không truyền tải thông tin và có thể chồng chất hoặc kết hợp với các tín hiệu hữu ích.
(4) Bức xạ điện từ
Bức xạ điện từ là hiện tượng sóng điện từ phát ra từ một nguồn vào không gian. Ý nghĩa của từ "bức xạ điện từ" đôi khi có thể được mở rộng để bao gồm cả hiện tượng cảm ứng điện từ. RFI/EMI có thể bức xạ qua các khe hở, lỗ thông gió, lối vào và lối ra, dây cáp, lỗ đo lường, khung cửa, nắp hầm, ngăn kéo và bảng của bất kỳ loại vỏ thiết bị nào, cũng như các bề mặt kết nối không lý tưởng của vỏ. RFI/EMI cũng có thể được bức xạ bằng dây và cáp đi vào thiết bị nhạy cảm và bất kỳ bộ tản nhiệt năng lượng điện từ tốt nào cũng có thể hoạt động như một máy thu tốt.
(5) Xung
Xung lực là một đại lượng vật lý trải qua một sự thay đổi đột ngột trong một khoảng thời gian ngắn và sau đó nhanh chóng trở lại giá trị ban đầu.
(6) Nhiễu phương thức chung và nhiễu phương thức vi sai
Có hai loại nhiễu trên đường dây điện: nhiễu chế độ chung và nhiễu chế độ vi sai. Giao thoa chế độ chung tồn tại giữa bất kỳ mặt đất tương đối nào của nguồn điện hoặc giữa dây và mặt đất. Nhiễu chế độ chung đôi khi còn được gọi là nhiễu chế độ dọc, nhiễu không đối xứng hoặc nhiễu mặt đất. Đây là sự giao thoa giữa dây dẫn mang dòng điện và trái đất. Nhiễu chế độ vi sai tồn tại giữa dây pha và dây trung tính của nguồn điện và giữa dây pha với dây pha. Nhiễu chế độ vi sai còn được gọi là nhiễu chế độ bình thường, nhiễu chế độ ngang hoặc nhiễu đối xứng. Đây là sự giao thoa giữa các dây dẫn mang dòng điện. Nhiễu ở chế độ chung cho biết nhiễu được ghép vào mạch bằng bức xạ hoặc nhiễu xuyên âm, trong khi nhiễu ở chế độ vi sai cho biết nhiễu bắt nguồn từ cùng một mạch nguồn. Thông thường hai loại can nhiễu này tồn tại cùng một lúc. Do sự mất cân bằng của trở kháng đường dây, hai loại nhiễu sẽ được chuyển đổi lẫn nhau trong quá trình truyền dẫn, do đó tình hình rất phức tạp. Sau khi nhiễu được truyền qua một khoảng cách dài, độ suy giảm của thành phần chế độ vi sai lớn hơn so với chế độ chung, bởi vì trở kháng giữa các đường truyền khác với trở kháng giữa các đường truyền. Vì lý do tương tự, nhiễu ở chế độ chung cũng sẽ tỏa ra các không gian lân cận trong quá trình truyền đường truyền, nhưng chế độ vi sai thì không, do đó, nhiễu ở chế độ chung có nhiều khả năng gây ra nhiễu điện từ hơn so với chế độ vi sai. Các phương pháp can thiệp khác nhau đòi hỏi các phương pháp triệt nhiễu khác nhau để có hiệu quả. Một cách dễ dàng để xác định phương pháp gây nhiễu là sử dụng đầu dò dòng điện. Đầu dò dòng điện vòng quanh từng dây riêng lẻ để lấy độ tự cảm của một dây, sau đó vòng quanh hai dây (một trong số đó được nối đất) để phát hiện độ tự cảm. Nếu giá trị cảm ứng tăng, dòng nhiễu trong đường dây là chế độ phổ biến; mặt khác, nó là chế độ vi sai.
(7) Mức độ miễn dịch và mức độ nhạy cảm
Mức miễn nhiễm là mức nhiễu tối đa khi một thiết bị, thiết bị hoặc hệ thống bị nhiễu điện từ nhất định mà thiết bị, thiết bị hoặc hệ thống đó vẫn có thể hoạt động bình thường và duy trì mức hiệu suất yêu cầu. Tức là máy móc, thiết bị hoặc hệ thống sẽ có biểu hiện giảm hiệu suất khi vượt quá mức này. Mặt khác, mức độ nhạy cảm là mức độ mà tại đó sự suy giảm hiệu suất mới bắt đầu xảy ra. Do đó, đối với một thiết bị, thiết bị hoặc hệ thống nhất định, mức độ miễn nhiễm và mức độ nhạy cảm là cùng một giá trị.
(8) Biên độ miễn nhiễm
Biên độ miễn nhiễm đề cập đến phép nội suy giữa giá trị giới hạn của mức miễn nhiễm của thiết bị, thiết bị hoặc hệ thống và mức tương thích điện từ.
