電磁兼容 - 電子技術(shù)
電磁兼容性EMC(ElectroMagneticCompatibility),是指設(shè)備或系統(tǒng)在其電磁環(huán)境中符合要求運行并不對其環(huán)境中的任何設(shè)備產(chǎn)生無法忍受的電磁干擾的能力。因此,EMC包括兩個方面的要求:一方面是指設(shè)備在正常運行過程中對所在環(huán)境產(chǎn)生的電磁干擾不能超過一定的限值;另一方面是指器具對所在環(huán)境中存在的電磁干擾具有一定程度的抗擾度,即電磁敏感性。
簡介
EMC(ElectromagneticCompatibility)
在國際電工委員會標(biāo)準(zhǔn)IEC對電磁兼容的定義為:系統(tǒng)或設(shè)備在所處的電磁環(huán)境中能正常工作,同時不會對其他系統(tǒng)和設(shè)備造成干擾。
EMC包括EMI(電磁干擾)及EMS(電磁耐受性)兩部分,所謂EMI電磁干擾,乃為機器本身在執(zhí)行應(yīng)有功能的過程中所產(chǎn)生不利于其它系統(tǒng)的電磁噪聲;而EMS乃指機器在執(zhí)行應(yīng)有功能的過程中不受周圍電磁環(huán)境影響的能力。
電磁兼容(electromagneticcompatibility)各種電氣或電子設(shè)備在電磁環(huán)境復(fù)雜的共同空間中,以規(guī)定的安全系數(shù)滿足設(shè)計要求的正常工作能力。也稱電磁兼容性。它的含義包括:①電子系統(tǒng)或設(shè)備之間在電磁環(huán)境中的相互兼顧;②電子系統(tǒng)或設(shè)備在自然界電磁環(huán)境中能按照設(shè)計要求正常工作。若再擴展到電磁場對生態(tài)環(huán)境的影響,則又可把電磁兼容學(xué)科內(nèi)容稱作環(huán)境電磁學(xué)。
電磁兼容的研究是隨著電子技術(shù)逐步向高頻、高速、高精度、高可靠性、高靈敏度、高密度(小型化、大規(guī)模集成化),大功率、小信號運用、復(fù)雜化等方面的需要而逐步發(fā)展的。特別是在人造地球衛(wèi)星、導(dǎo)彈、計算機、通信設(shè)備和潛艇中大量采用現(xiàn)代電子技術(shù)后,使電磁兼容問題更加突出。
內(nèi)容
各種運行的電力設(shè)備之間以電磁傳導(dǎo)、電磁感應(yīng)和電磁輻射三種方式彼此關(guān)聯(lián)并相互影響,在一定的條件下會對運行的設(shè)備和人員造成干擾、影響和危害。
20世紀(jì)80年代興起的電磁兼容EMC學(xué)科以研究和解決這一問題為宗旨,主要是研究和解決干擾的產(chǎn)生、傳播、接收、抑制機理及其相應(yīng)的測量和計量技術(shù),并在此基礎(chǔ)上根據(jù)技術(shù)經(jīng)濟最合理的原則,對產(chǎn)生的干擾水平、抗干擾水平和抑制措施做出明確的規(guī)定,使處于同一電磁環(huán)境的設(shè)備都是兼容的,同時又不向該環(huán)境中的任何實體引入不能允許的電磁擾動。
進行電磁兼容(包括電磁干擾和電磁耐受性)的檢測與試驗的機構(gòu)有蘇州電器科學(xué)研究院、航天環(huán)境可靠性試驗中心、環(huán)境可靠性與電磁兼容試驗中心等實驗室。
內(nèi)部干擾是指電子設(shè)備內(nèi)部各元部件之間的相互干擾,包括以下幾種:
(1)工作電源通過線路的分布電容和絕緣電阻產(chǎn)生漏電造成的干擾;(與工作頻率有關(guān))
(2)信號通過地線、電源和傳輸導(dǎo)線的阻抗互相耦合,或?qū)Ь€之間的互感造成的干擾;
(3)設(shè)備或系統(tǒng)內(nèi)部某些元件發(fā)熱,影響元件本身或其它元件的穩(wěn)定性造成的干擾;
(4)大功率和高電壓部件產(chǎn)生的磁場、電場通過耦合影響其它部件造成的干擾。
外部干擾是指電子設(shè)備或系統(tǒng)以外的因素對線路、設(shè)備或系統(tǒng)的干擾,包括以下幾種:
(1)外部的高電壓、電源通過絕緣漏電而干擾電子線路、設(shè)備或系統(tǒng);
(2)外部大功率的設(shè)備在空間產(chǎn)生很強的磁場,通過互感耦合干擾電子線路、設(shè)備或系統(tǒng);
(3)空間電磁波對電子線路或系統(tǒng)產(chǎn)生的干擾;
(4)工作環(huán)境溫度不穩(wěn)定,引起電子線路、設(shè)備或系統(tǒng)內(nèi)部元器件參數(shù)改變造成的干擾;
(5)由工業(yè)電網(wǎng)供電的設(shè)備和由電網(wǎng)電壓通過電源變壓器所產(chǎn)生的干擾。
電磁兼容技術(shù)的迅速發(fā)展
從地球表面到人造衛(wèi)星活動的近千千米空間內(nèi)處處存在著電磁波,電和磁無時無刻不在影響著人們的生活及生產(chǎn),電磁能的廣泛應(yīng)用,使工業(yè)技術(shù)的發(fā)展日新月異。電磁能在為人類創(chuàng)造巨大財富的同時,也帶來一定的危害,被稱為電磁污染,研究電磁污染是環(huán)境保護中的重要分支。以往人們把無線電通訊裝置受到的干擾,稱為電磁干擾,表明裝置受到外部干擾侵入的危害,其實它本身也對外部其他裝置造成危害,即成為干擾源。
因此必須同時研究裝置的干擾和被干擾,對裝置內(nèi)部的組織和裝置之間要注意其相容性。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,日益廣泛采用的微電子技術(shù)和電氣化的逐步實現(xiàn),形成了復(fù)雜的電磁環(huán)境。不斷研究和解決電磁環(huán)境中設(shè)備之間以及系統(tǒng)間相互關(guān)系的問題,促進了電磁兼容技術(shù)的迅速發(fā)展。
傳播途徑
可分為兩種:傳導(dǎo)干擾和輻射干擾。沿著導(dǎo)體傳播的干擾稱為傳導(dǎo)干擾,其傳播方式有電耦合、磁耦合和電磁耦合。通過空間以電磁波形式傳播的電磁干擾稱為輻射干擾,其傳播方式有近區(qū)場感應(yīng)耦合和遠區(qū)場輻射耦臺。此外,傳導(dǎo)干擾與輻射干擾還可能同時存在,從而形成復(fù)合干擾。
主要研究對象
①各種人為噪聲,如輸電線電暈噪聲、汽車噪聲、接觸器自身噪聲及導(dǎo)體開臺時放電引起的噪聲、電氣機車噪聲、城市噪聲等。
②共用走廊內(nèi)各種公用事業(yè)設(shè)備(輸電線、通信、鐵路、公路、石油金屬管線等)相互間的影響。
③超高層建筑、輸電線、鐵塔等大型建筑物引起的反射問題。
④電磁環(huán)境對人類及各種生物的作用。其中包括強電線等工頻場,中、短波及微波電磁輻射的影響。
⑤核電磁脈沖的影響。高空核爆炸產(chǎn)生的電磁脈沖能大面積破壞地面上的指揮、控制、通信、計算機及報系統(tǒng)。
⑥探譜(TEMPEST)技術(shù)。其實質(zhì)內(nèi)容是針對信息設(shè)備的電磁輻射與信息泄漏問題,從信息接收和防護兩方面所開展的一系列研究工作。
⑦電子設(shè)備的誤動作。為了防止誤動作,必須采取措施以提高設(shè)備的抗干擾能力。
⑧頻譜分配與管理。無線電頻譜是一種有限的資源,但不是消耗性的,既要科學(xué)地管理,又要充分地利用。
⑨電磁兼容與測量。
⑩自然界影響等。
