簡介
EMC(ElectromagneticCompatibility)
在國際電工委員會标準IEC對電磁兼容的定義為:系統或設備在所處的電磁環境中能正常工作,同時不會對其他系統和設備造成幹擾。
EMC包括EMI(電磁幹擾)及EMS(電磁耐受性)兩部分,所謂EMI電磁幹擾,乃為機器本身在執行應有功能的過程中所産生不利于其它系統的電磁噪聲;而EMS乃指機器在執行應有功能的過程中不受周圍電磁環境影響的能力。
電磁兼容(electromagneticcompatibility)各種電氣或電子設備在電磁環境複雜的共同空間中,以規定的安全系數滿足設計要求的正常工作能力。也稱電磁兼容性。它的含義包括:①電子系統或設備之間在電磁環境中的相互兼顧;②電子系統或設備在自然界電磁環境中能按照設計要求正常工作。若再擴展到電磁場對生态環境的影響,則又可把電磁兼容學科内容稱作環境電磁學。
電磁兼容的研究是随着電子技術逐步向高頻、高速、高精度、高可靠性、高靈敏度、高密度(小型化、大規模集成化),大功率、小信号運用、複雜化等方面的需要而逐步發展的。特别是在人造地球衛星、導彈、計算機、通信設備和潛艇中大量采用現代電子技術後,使電磁兼容問題更加突出。
内容
各種運行的電力設備之間以電磁傳導、電磁感應和電磁輻射三種方式彼此關聯并相互影響,在一定的條件下會對運行的設備和人員造成幹擾、影響和危害。
20世紀80年代興起的電磁兼容EMC學科以研究和解決這一問題為宗旨,主要是研究和解決幹擾的産生、傳播、接收、抑制機理及其相應的測量和計量技術,并在此基礎上根據技術經濟最合理的原則,對産生的幹擾水平、抗幹擾水平和抑制措施做出明确的規定,使處于同一電磁環境的設備都是兼容的,同時又不向該環境中的任何實體引入不能允許的電磁擾動。
進行電磁兼容(包括電磁幹擾和電磁耐受性)的檢測與試驗的機構有蘇州電器科學研究院、航天環境可靠性試驗中心、環境可靠性與電磁兼容試驗中心等實驗室。
内部幹擾是指電子設備内部各元部件之間的相互幹擾,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産生漏電造成的幹擾;(與工作頻率有關)
(2)信号通過地線、電源和傳輸導線的阻抗互相耦合,或導線之間的互感造成的幹擾;
(3)設備或系統内部某些元件發熱,影響元件本身或其它元件的穩定性造成的幹擾;
(4)大功率和高電壓部件産生的磁場、電場通過耦合影響其它部件造成的幹擾。
外部幹擾是指電子設備或系統以外的因素對線路、設備或系統的幹擾,包括以下幾種:
(1)外部的高電壓、電源通過絕緣漏電而幹擾電子線路、設備或系統;
(2)外部大功率的設備在空間産生很強的磁場,通過互感耦合幹擾電子線路、設備或系統;
(3)空間電磁波對電子線路或系統産生的幹擾;
(4)工作環境溫度不穩定,引起電子線路、設備或系統内部元器件參數改變造成的幹擾;
(5)由工業電網供電的設備和由電網電壓通過電源變壓器所産生的幹擾。
電磁兼容技術的迅速發展
從地球表面到人造衛星活動的近千千米空間内處處存在着電磁波,電和磁無時無刻不在影響着人們的生活及生産,電磁能的廣泛應用,使工業技術的發展日新月異。電磁能在為人類創造巨大财富的同時,也帶來一定的危害,被稱為電磁污染,研究電磁污染是環境保護中的重要分支。以往人們把無線電通訊裝置受到的幹擾,稱為電磁幹擾,表明裝置受到外部幹擾侵入的危害,其實它本身也對外部其他裝置造成危害,即成為幹擾源。
因此必須同時研究裝置的幹擾和被幹擾,對裝置内部的組織和裝置之間要注意其相容性。随着科學技術的發展,日益廣泛采用的微電子技術和電氣化的逐步實現,形成了複雜的電磁環境。不斷研究和解決電磁環境中設備之間以及系統間相互關系的問題,促進了電磁兼容技術的迅速發展。
傳播途徑
可分為兩種:傳導幹擾和輻射幹擾。沿着導體傳播的幹擾稱為傳導幹擾,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幹擾稱為輻射幹擾,其傳播方式有近區場感應耦合和遠區場輻射耦台。此外,傳導幹擾與輻射幹擾還可能同時存在,從而形成複合幹擾。
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體開台時放電引起的噪聲、電氣機車噪聲、城市噪聲等。
②共用走廊内各種公用事業設備(輸電線、通信、鐵路、公路、石油金屬管線等)相互間的影響。
③超高層建築、輸電線、鐵塔等大型建築物引起的反射問題。
④電磁環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。高空核爆炸産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。
⑥探譜(TEMPEST)技術。其實質内容是針對信息設備的電磁輻射與信息洩漏問題,從信息接收和防護兩方面所開展的一系列研究工作。
⑦電子設備的誤動作。為了防止誤動作,必須采取措施以提高設備的抗幹擾能力。
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。