odrusenie

Report
Odrušenie motorových vozidiel
5.1 Základné pojmy a veličiny
elektromagnetickej kompaktibility
• Zákonné požiadavky na odrušenie vozidiel uvádza vyhláška
ministerstva dopravy, pôšt a telekomunikácii Slovenskej republiky
č.116/1997 o podmienkach premávky vozidiel na pozemných
komunikáciách. V § 52 tejto vyhlášky je o odrušení vozidla
uvedené:
• motorové vozidlo musí byť konštrukčne vyhotovené, vyrobené a
vybavené tak, aby rušivé vyžarovanie elektromagnetickej energie
(ďalej len „rušenie“), vznikajúce pri prevádzke vozidla, neprevýšilo
medzné hodnoty rušenia. Z hľadiska odrušenia vozidlo musí spĺňať
podmienky ustanovené osobitnými predpismi.
• Motorové vozidlo musí byť konštrukčne vyhotovené, vyrobené a
vybavené tak, aby rušivé vyžarovanie elektromagnetickej energie
neovplyvňovalo činnosť iných vozidiel, ich výstroj a výbavu alebo iné
elektronické zariadenia v ich dosahu.
Špecifické zdroje rušivých polí v motorových vozidlách
• Elektrické zariadenia CMV sú zdrojom prechodných dejov
s vysokou rýchlosťou zmeny hodnoty prúdu pri spínaní
jednotlivých prístrojov a tieto deje sú zdrojom
nepravidelných rádiových vĺn.
• Najväčším zdrojom je elektrický obvod zapaľovania
a indukčná záťaž - elektromotory, elektromagnety ako aj
samotné vedenie, ktoré má tiež indukčný charakter. To isté
platí aj o elektrostatických výbojoch.
• Keďže každé elektrické a elektronické zariadenie vyžaruje
tieto vlny a zároveň je nimi ovplyvňované musíme tieto
vzájomné vplyvy minimalizovať . Časť elektrotechniky
zaoberajúce sa touto problematikou sa nazýva
Elektromagnetická kompatibilita
• Súčasne musia byť všetky elektrické a
elektronické zariadenia vozidla schopné bezpečne
fungovať v elektromagnetickom prostredí, v
ktorom sa vozidlo nachádza.
• Do konštrukcie a vyhotovenia mechanizmov
vozidla v prevádzke sa nesmú robiť zásahy a pri
výmene sa originálne dielce nesmú nahrádzať
dielcami, ktoré by zvyšovali rušenie nad
ustanovenú hranicu.
Základné pojmy
Definície Smernice komisie 95/54/ES z 31. októbra 1995:
• 5.1.1. „Elektromagnetická kompatibilita“ znamená schopnosť
vozidla, komponentov alebo technických jednotiek uspokojujúco
fungovať vo svojom elektromagnetickom prostredí bez toho, aby
spôsobovalo neprípustné elektromagnetické rušenie pre čokoľvek v
tomto prostredí.
• 5.1.2. „Elektromagnetické rušenie“ znamená akýkoľvek
elektromagnetický jav, ktorý môže zhoršiť výkon vozidla,
komponentov alebo technických jednotiek. Elektromagnetickým
rušením môže byť elektromagnetický šum, nežiadúci signál alebo
zmena v samotnom prenosovom médiu.
Základné pojmy
• 5.1.3 „Elektromagnetická odolnosť“ znamená
schopnosť vozidla, komponentov alebo
technických jednotiek), fungovať za prítomnosti
elektromagnetického rušenia bez zhoršenia
kvality.
• 5.1.4. „Elektromagnetické prostredie“ znamená
súhrn elektromagnetických javov existujúcich v
danom mieste.
Špecifické zdroje rušivých elektromagnetických
polí v automobile
K hlavným zdrojom rušenia v automobile patria:
• iskra zapaľovacej sviečky
• komutátory jednosmerných strojov- dynám a
elektromotorčekov
• spínače spotrebičov
• cyklovač stieračov
• elektromagnetické ventily
• nedokonalé spoje vodičov veľkých prúdov
• spoje karosérií
• elektrické náboje na pneumatikách
Iskra zapaľovacej sviečky
• Iskra zapaľovacej sviečky vzniká v obvode
zapaľovania a to tak, že na primár zapaľovacej
cievky sa privádza elektrický prúd prerušovaný
spínacím prvkom - tyristorom, tranzistorom alebo
kontaktom prerušovača. Na základe zmeny
magnetického poľa pri zmene prúdu sa indukuje
v sekundárnom vinutí vysoké napätie a pri iskre
v sviečke sa prerušuje prúd. Tento spôsobuje
zmenu elektromagnetického poľa ktoré sa šíri do
priestoru a spôsobuje rušenie okolitých zariadení.
Komutátory elektromotorčekov
a dynám
• Komutátory sprostredkujú prechod prúdu
z kotvy elektromotorčeka na stator cez kefky.
Pri tomto prepínaní cievok dochádza
k iskreniu a tým k prerušovaniu prúdu. Práve
toto prerušovanie prúdu vyvoláva vznik
elektromagnetického poľa s vysokými
frekvenciami a toto sa šíri do priestoru.
Spínače spotrebičov
• Spínače spotrebičov slúžia na spoľahlivé spojenie alebo
prerušenie elektrického obvodu.
• Z hľadiska ovládania spotrebičov sú kontakty
najdôležitejšou časťou obvodu. Kontakty sú vhodne
tvarované vodiče na ktorých vzniká elektrický dotyk. Pri
dotyku preteká kontaktmi elektrický prúd, ktorý na
kontaktoch vytvorí veľmi malý úbytok napätia Uk=0.
• Pri rozpojení kontaktu sa jednotlivé parametre zmenia.
Prúd klesne na hodnotu I=0, pritom napätie na
kontaktoch stúpne z nuly na menovité napätie Us
pokiaľ vypínaná záťaž je odporová.
Cyklovač stieračov a elektromagnetické
ventily
• Tieto elektrické spotrebiče sú indukčného
charakteru podobne ako prerušovač, a preto pri
rozpojení vzniká na kontaktoch indukované
napätie prekračujúce viacnásobne napätie
zdroja Us.
Nedokonalé spoje vodičov veľkých
prúdov a spoje karosérií
• Spätný vodič prúdu zo spotrebičov vo vozidlách
tvorí najčastejšie kovová karoséria. Jednotlivé
časti karosérie sú veľmi často spájané
mechanickými skrutkovými spojmi. Pri týchto
spojoch dochádza vplyvom agresívneho
prostredia ku korózii -vzniku kysličníku kovov.
Tieto majú zhoršenú vodivosť, a tak na nich
vzniká premenlivý odpor. Dôsledkom je
premenlivý prúd a následne sa v okolí vodičov
objaví rušivé magnetické pole.
Elektrické náboje na pneumatikách
• Pri odvaľovaní kolies po ceste dochádza
k nabíjaniu pneumatík nábojmi ktoré
pneumatika „zbiera“. Pri nahromadení veľkého
množstva nábojov vzniká napätie až niekoľko
tisíc voltov ktoré spôsobuje výboje na
karosériu a cestu. Pri výboji vzniká iskra
spôsobujúca rušenie. V súčasnosti sa tento
nedostatok odstraňuje pridávaní vodivých
prísad pri výrobe pneumatík.
Základné prostriedky odrušenia.
• Odrušenie je zníženie nežiaducich elektromagnetických
vlnení, ktoré spôsobujú elektrické zariadenia pri
prudkej zmene prúdu v okolí vodičov a tiež v nich.
• Pre obmedzenie rušenia sa používajú tieto prostriedky:
• rezistory
• kondenzátory
• tlmivky
• filtre
• polovodičové obmedzovače napätia
• tienenia
• Odrušovacie prostriedky musia byť schválené
v poverenej organizácii čo musí byť na nich
vyznačené . Označenie je v štvorci písmeno E
a za ním číslo ktoré značí krajinu v ktorej bolo
udelené typové schválenie (Slovensko má
pridelené číslo E27). Pre káble platí povinnosť
označenia každých maximálne každých 12 cm.
Rezistory
• Môžu sa použiť iba v
obvodoch vysokého
napätia ( ich hodnoty sú
rádovo kΩ).
• Pretože každý odrušovací
prostriedok má byť čo
najbližšie k miestu
rušenia, umiestňujú sa
priamo do sviečok alebo
do koncoviek
vysokonapäťových káblov.
Rezistory
Odrušovacie kondenzátory
• Pre skratovanie vírivých prúdov sa používajú
kondenzátory s rôznym dielektrikom -keramické,
metalizovaným papierom, polypropylénové
a ďalšími dielektrikami. Kondenzátory sa
umiestňujú najbližšie k zdroju rušivého napätia.
Pre jednosmerný prúd kondenzátor predstavuje
vysoký odpor, ale pre rušivé vysoké frekvencie
predstavuje malý odpor, čím zabráni ďalšiemu
šíreniu tým, že rušivý prúd zvedie na kostru.
Odrušovacia indukčnosť
• je tvorená feritovým jadrom, cez ktoré prechádza
vodič, niekedy aj viacnásobne-s 2 a viac závitmi.
Pre jednosmerný prúd predstavuje odrušovacia
indukčnosť malý ohmický odpor, a preto ním
jednosmerný prúd preteká bez väčších strát. Pre
vysoké rušivé frekvencie predstavuje indukčnosť
veľký odpor . Preto sa veľkosť rušivých prúdov na
indukčnosti zníži.
Napäťovo závislé polovodičové prvky varistory
• Tieto prvky majú premenlivý odpor v závislosti
na napätí. Pri prekročení menovitého napätia
sa zmení odpor varistora na hodnotu 2 Ohmov
a tým zabráni prieniku rušivých prúdov po
vodiči do zdroja.
Odrušovanie tienením
• Odrušovanie tienením sa používa na odstránenie
šírenia rušivého poľa vodiča, ktorým preteká rušivý
prúd do okolia v podobe magnetických vĺn. Rušivé
prúdy a napätie sa po takomto káble prenášajú.
• Pozostáva z vodiča ,okolo ktorého je dielektrikum ,
ktoré zaisťuje odizolovanie vodiča od tienenia
Vodič môže byť plný alebo vyhotovený v podobe
spletaného lanka. Tienenie môže byť vyhotovené ako
opletenie tenkým vodičom alebo fóliou. Princípom
odrušenia je, že magnetické pole z rušivého prúdu sa
zachytáva v tienení .
Tienený kábel
• sa používa najčastejšie na rozvod zapaľovacích
impulzom k sviečkam. Zapaľovacie impulzy
ktoré sú zdrojom iskry na elektródach
zapaľovacej sviečky sú zároveň aj zdrojom
rušenia .Pokiaľ je potrebné odrušiť vozidlo na
vyšší ako základný stupeň ich použitie
najčastejšie. Na ukončenie týchto káblov sa
používajú koncovky, ktoré sú tiež odrušené.
•
• Pre spájanie káblov sa používajú vložky a spojky, ktoré
môžu byť aj tienené. Pri zapaľovaní sa rušenie znižuje
aj zmenou dĺžky kábla, pri elektronickom
zapaľovaní ktoré sa montuje priamo na zapaľovacie
sviečky tento problém nie je potrebné riešiť preto, lebo
vývody zapaľovania sú napojené priamo na elektródu
sviečky. Tienenie je možné dosiahnúť aj vedením
vodiča v dutinách karosérie, ktorá tak isto pôsobí proti
šíreniu rušivých vĺn.
Predpisy a normy pre odrušenie
• Medze rušivých svorkových napätí a elektromagnetických
polí určuje STN 34 2875 ktorá v súlade s predpisom č.10 EHK
určuje 2 stupne odrušenia:
•
• I. stupeň- je základný stupeň- povinný pre všetky motorové vozidlá
a je stanovený medzinárodnými dohodami v predpise č. 10
Európskej hospodárskej komisie (EHK)
•
• II. stupeň – je zvláštny stupeň- nepovinný, ale pri dôležitých
vozidlách pre náročné použitie môže byť požadovaný odberateľomuživateľom vozidla. Týka sa napríklad citlivých rádiostaníc
umiestnených vo vozidle. Tento sa môže ďalej rozdeľovať na stupne
IIa, IIb, IIc.
•
Základné odrušenie I. stupeň
• Základné odrušenie pokrýva rozsah od 0.15 až 1 000 MHz.
Povinnosťou výrobcu vozidiel je zaistiť že každé vozidlo vyhovie
týmto
požiadavkám
ako
celok.
Cieľom
je
ochrana
telekomunikačných vysokofrekvenčných prijímacích zariadení
umiestnené mimo vozidla. Meria sa úroveň poľa vo vzdialenosti 10
metrov od vozidla pri horizontálnej a vertikálnej polohe meracej
antény, pričom namerané hodnoty nesmú prekročiť stanovené
hodnoty pri jednotlivých kmitočtoch. Podľa doterajších skúseností
sa meria iba v rozsahu kmitočtu nad 30MHz do 1000MHz, lebo ak
je vyhovujúci výsledok bude vyhovujúci aj v kmitočtoch nižších ako
30MHz.
•
Zvláštne odrušenie II. stupeň
• Tento stupeň odrušenia nie je povinný. Pre
uľahčenie komunikácie medzi výrobcom alebo
montážou špeciálnych nástavieb bol zavedený
druhý stupeň s tromi variantmi a, b, c.
Stupeň IIa
• Stupeň IIa je určený pre vozidlá v ktorých sa používa
rozhlasový prijímač alebo iné komunikačné zariadenie
pracujúce na rozsahu kmitočtov 0,15 až 30MHz, to je
pásmo dlhých, stredných až krátkych vĺn . Okrem
obmedzenia vyžarovania podľa stupňa I sa pri stupni
IIa požaduje obmedzenie rušivých napätí prenikajúcich
do prijímača alebo zariadenia cez obvody napájania.
Tieto rušivé napätia sa merajú predpísaným spôsobom
na svorkách zariadenia a príslušenstva vozidlá (napr.
autorádia) a v rozsahu kmitočtu ,015 až 30MHz
a nesmú byť vyššie ako určená medza a meria sa na
umelej sieti.
Stupeň IIb
• Stupeň IIb je požadovaný pre vozidlá
s prijímačom kmitočtov 0,15 až 150 MHz kde
patrí aj rozsah VKV II ( 88- 108 MHz). Pre IIb
ešte platí že okrem požiadaviek IIa je, že
v rozsahu 30 až 150MHz nesmie špičková
hodnota rušivého napätia indukovaná do
antény prijímača v pracovnej polohe prekročiť
20μV (2μVkvazišpičkovej hodnoty)
Stupeň IIc
• Stupeň IIc je používaný pre vozidlá so
zvláštnymi nárokmi na odrušenie. Na rozdiel
od stupňov IIa a IIb je sprísnená hodnota na
medzné hodnoty rušivého vyžarovania na
svorkách prístrojov

similar documents