Магнитная (индуктивная) связь

Каналы распространения
помех
Источник
помех
(передатчик)
Механизм
связи
(путь)
Поглотитель
помех
(приемник)
Механизмы передачи помех:
•гальваническая связь (провода)
•связь через электрическое поле (Е-поле) (ближнее
поле х<λ/2π)
•связь через магнитное поле (Н-поле) (ближнее поле
х<λ/2π)
•связь через излучение (Е/Н-поле) (дальнее поле
х>λ/2π)
Гальваническая (металлическая) связь
Влияние осуществляется через
внутренние сопротивления
сетевых проводов, систем
опорного потенциала или через
систему защитных и
заземляющих проводов.
Для снижения помех через гальваническую связь с
соединительных проводах сетей питания и
сигнальных контурах рекомендуют следующие
мероприятия:
1. выполнение соединения между двумя и более
контурами с возможно низким полным
сопротивлением, особенно низкой индуктивностью.
2. выбор скорости изменения тока не большей, чем
требуется по условиям функционирования.
3. гальваническая развязка:
-отказ от общих обратных проводников в цепях передачи
сигнала (а)
-систему опорного потенциала необходимо присоединять
лишь к точкам заземления или к корпусу прибора (б)
E1
S1
B1
B3
B2
B4
E2
S2
B1
S1
E1
S2
E2
а)
B3
B2
б)
B4
-системы питания компонентов автоматизации
целесообразно соединять звездой (в)
- разделение питания силовых, измерительных
устройств (г)
K1
~
K2
=
S1
~
S2
=
K3
K1
S3
~
S1
=
~
K
K2
K2
2
K3
=
~
S2
=
~
S3
=
в)
г)
Для снижения помех через гальваническое влияние
по контурам заземления рекомендуют.
1. уменьшение сопротивления между точками
заземления цепей за счет выполнения пола в виде
эквипотенциальной поверхности или их соединения
массивными проводниками.
П1
П2
1
2
П1
П2
1
2
2. разделение контуров заземления
Для уменьшения токов помех применяются:
• Разделительный трансформатор.
Применим для сигналов с низкой и средней
частотой.
Cп
Ist
Ist
ZQ
ZQ
ZS
ZS
Ust
U12
U12
1
1
2
2
•Нейтрализующий трансформатор.
Обмотки W1 W2 намотаны согласно, потоки от полезного
сигнала компенсируются, от токов помех суммируются.
Эффективен на высоких частотах.
W1
Ist
ZQ
ZS
W2
U12
1
2
Ust
• ферритовые кольца, линия с повышенным
затуханием. Повышенное сопротивление току помех,
особенно эффективны на частотах выше 1 МГц.
Ist
ZQ
ZS
U12
1
2
Ust
opt
el
opt
ZQ
ZS
• Световоды
U12
1
• Симметричная передача.
• Симметрирующие
трансформаторы.
el
2
Емкостная связь
Емкостная связь возникает через
паразитные емкости между двумя
контурами, проводники которых
находятся под разными потенциалами
или между протяженными линиями и
землей
Мероприятия по снижению помех через
емкостную связь:
1. гальванически разделенные контура:
- попарное скручиванием проводников каждого контура.
- применение экранированных проводов.
2. токовые контура с большой емкостью относительно
земли:
- выполнение сигнального контура предельно
низкоомным;
- экранирование сигнальной линии;
- симметричное
выполнение линии
относительно земли; при
полной симметрии U=0
- введение на приемном
конце разделяющих
элементов;
- применение для передачи
сигналов световодов.
Магнитная (индуктивная) связь
Возникает между двумя или
несколькими контурами с токами.
Также обусловлена паразитным
потокосцеплением, между
контурами промышленных
устройств, возникающим при
ударах молнии или разрядах
статического электричества
r0=25м, l=20м, a1=0,4см, а2=60см А=200кВ/мкс
S1=a1 l
Ust1=128 В
S2=a2l
Ust2=19.2 кВ
Мероприятия по снижению помех через
индуктивную связь
• снижение до возможных пределов взаимной
индуктивности
• уменьшение скорости изменения во времени потока
Ф/t при помощи короткозамкнутой петли К,
расположенной непосредственно у сигнального
контура.
• осуществление связи контуров 1 и 2 ортогонально
направлению силовым линиям магнитного поля
• снижение действия созданного магнитного потока
скручиванием соединительных проводов контура 1
• компенсация индуктированного напряжения путем
скрутки проводов
• экранирование
Связь через электромагнитное излучение
Подверженная помехе приёмная
система находится в дальней зоне
поля, производимого источником
помех излучения. х>λ/2π
Электрическое и магнитное поля
воздействуют одновременно и
связаны через волновое
сопротивление вакуума
E
 Z0 
H
0
 377

Îì
Техника и технология измерения помех
Измерения помех.
Цель- установить, в какой мере они являются
опасными для окружающих технических объектов и
человека.
Методы измерений эмиссии помех, а также
требования
к
испытательным
установкам
и
регистрирующей
аппаратуре
строго
регламентированы.
Средства измерений эмиссии помех
Ебз
АИК
ИТТ
ИО
СЭ
Eдз
UI
UP
UU
Нбз
Приемник
помех
UH
UE
UE
Кондуктивные помехи f<30 МГц.
• Напряжения помех (сетевой эквивалент)
• Токи помех (измерительный трансформатор)
• Мощность помех (измерительные клещи)
Полевое распространение помех f>30 МГц (антенны)
В ближней зоне: Е, Н
В дальней зоне Е, Р
LБЛ
Л
СР
IЛ
UЛ
Н
IН
ИО
5 мкГн
50
Ом
UН
10
МОм
ZПР
З
Сф
1
2
Схема измерения помех общего типа и схема замещения эквивалента
сети в диапазоне частот 0,15…30 МГц
Эквиваленты сети выполняют три функции:
• создание нормированного сопротивления для
токов помех;
• фильтрация внешних сетевых помех с целью
ограничить их влияние на результаты
измерений помех, генерируемых испытуемым
объектом;
• выделение сигналов помех с помощью
блокирующих катушек индуктивности LБЛ,
разделительных конденсаторов СР и
нормированных сопротивлений ZПР.
П  4 м2
З
0,4 м
Ш
50 Ом
Л
ИО
З
СЭ
0,8 м
К
Пр
0,8 м
Типовой стенд для испытаний и измерений кондуктивных помех:
П – пластина опорного потенциала (земли); З – клемма для присоединения
провода опорного потенциала (заземляющего провода); К – экранированный
кабель; Ш – шнур сетевого питания испытуемого объекта
Ст
Ст
А
3
А
d
d
2d
а
б
Открытая (а) и закрытая (б) площадки для измерения излучения помех:
Ст – вращающийся стол с испытуемым объектом;
d – нормированное расстояние (d = 3; 10; 30 м)