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terça-feira, 14 de outubro de 2014

Resumo básico sobre filtros supressores EMC-EMI -parte 3

Resumo básico sobre filtros supressores EMC-EMI parte 3 - SÍNTESE SONORA & ELETRÔNICA ARTESANALTECNOLOGIA 

SÍNTESE SONORA & ELETRÔNICA ARTESANAL 

Resumo básico sobre filtros supressores EMC-EMI -parte 3

Ø      FILTROS SUPRESSORES: (atenuador de RFI/EMI na rede elétrica)
Um exemplo comum de ruído emitido por condução é a  fonte de alimentação chaveada, que gera normalmente um ruído de alta freqüência excessivo. Estes sinais elétricos não desejados podem passar da fonte de alimentação através das conexões da rede elétrica.Equipamentos eletrônicos como: computadores, instrumentos de medição e controles de motor conectados a estas mesmas linhas  podem absorver este ruído, e apresentar erros ,travamentos e ate  mesmo a avarias . Um filtro de ruído contra IEM é introduzido entre a  rede elétrica(linha) e o equipamento (carga), como mostrado na (figura 1) para eliminar este tipo de interferência. Estes diagramas mostram  modelos básicos  de filtros  de ruído modo comum e um de ruído de modo diferencial . Em muitos casos o filtro de modo comum é usado sozinho, porque pode freqüentemente eliminar aproximadamente 90% do ruído emitido.

Resumo básico sobre filtros supressores EMC-EMI parte 3 - SÍNTESE SONORA & ELETRÔNICA ARTESANALResumo básico sobre filtros supressores EMC-EMI parte 3 - SÍNTESE SONORA & ELETRÔNICA ARTESANAL


fig-1(modelos simplificados)
 Como mencionado anteriormente, basicamente são dois os  tipos de ruído gerados: modo comum e modo diferencial. O ruído diferencial (figura 2a) segue o mesmo trajeto que a linha utiliza para fechar o circuito ou seja usa as linhas de alimentação (fase para neutro por exemplo ). O ruído comum (figura 2b) atravessa o circuito através do terra oriundo  da linha de alimentação,ou seja esta presente tanto na fase como no neutro,e o ruído mais comum e que causa mais problemas.
Para suprimir com maior eficiência a IEM, um filtro típico incluirá além de indutores  também  capacitores de X e de Y.


Resumo básico sobre filtros supressores EMC-EMI parte 3 - SÍNTESE SONORA & ELETRÔNICA ARTESANAL

Fig.2 ( IEM na rede elétrica ,modo conduzido)

à       MODO COMUM :
Os capacitores de “Y” e os indutores para modo comum contribuem para atenuação do ruído. Os indutores criam impedâncias elevadas ao ruído de alta freqüência que o reflete ou absorve, os capacitores apresentam baixa impedância ao ruído , se transformando em trajetos ou desvios para dirigir o que sobra do ruído para a terra, sem que possa chegar ao  equipamento protegido ou vazar para a rede elétrica interferindo em outros aparelhos  (figura 3).


Resumo básico sobre filtros supressores EMC-EMI parte 3 - SÍNTESE SONORA & ELETRÔNICA ARTESANAL
FIG.3


OS INDUTORES :
O ruído em modo comum é definido como a corrente de alta freqüência não desejada que aparece na linha de entrada e retorna à fonte de origem através do terra . Esta corrente vê a impedância alta de um ou ambos os enrolamentos do indutor. Assim as  tensões  são atenuadas  em seus enrolamentos , mantendo as linhas da rede elétrica livres do  ruído.
 Para ser eficaz, o indutor deve fornecer a impedância apropriada sobre a escala de freqüência do chaveamento ou ruído. O indutor possui dois enrolamentos de números iguais de voltas.

·      MODO DIFERENCIAL :
O capacitor de “x” e os indutores para modo diferencial contribuem para atenuação deste ruído . No modo diferencial, o ruído usa a linha de fase. O capacitor “X” apresenta baixa impedância a esse ruído criando um desvio ou retorno  . O indutor cria  alta impedância ao ruído diferencial que está na linha de fase bloqueando sua passagem  . O indutor diferencial tem somente um enrolamento para cada fase ou linha. (figura 5)


Resumo básico sobre filtros supressores EMC-EMI parte 3 - SÍNTESE SONORA & ELETRÔNICA ARTESANAL

fig.5
  • FILTRO HIBRIDO : (MODO COMUM / DIFERENCIAL)
Mesmo sendo o ruído de modo comum mais contundente que o diferencial,tanto um como outro estão presentes nas linhas de energia e são geradores impotências de ruído .Os filtros de linha geralmente são projetados para eliminar os dois tipos de ruído (FIGURA 6).
Estes filtros são utilizados para conter ou minimizar tanto o ruído que entra como o que sai de um equipamento ,assim podemos dizer que o filtro de linha atua de fora para dentro(evita o ruído que vem da rede elétrica) e de dentro para fora(não deixa vazar o ruído gerado no equipamento para as linhas de distribuição elétricas) .
Os supressores geralmente estão configurados para filtros passa baixa e dimensionados para atuar na faixa de freqüência do ruído a ser eliminado.O ideal é que respondam á faixa entre 10kHz e 100MHz.

Resumo básico sobre filtros supressores EMC-EMI parte 3 - SÍNTESE SONORA & ELETRÔNICA ARTESANAL


fig.6

Ø     OUTROS PROBLEMAS QUE ATINGEM A REDE ELÉTRICA  
 *um filtro de emi/RFI ,seja modo comum ou diferencial não é projetado para resolver 
Surtos
São transientes de alta energia, que muitas vezes atingem a magnitude de milhares de volts e aparecem na rede elétrica com muita freqüência, principalmente no verão pela ação de descargas atmosféricas (raios).
 
 Harmônicos
Este fenômeno é uma deformação da freqüência  (formato da onda)  é provocado por cargas pesadas conectadas à rede, solenoides,motores, etc.

Sobre e sub tensão
Estes eventos ocorrem quando o nível da energia fornecido pela concessionária se localizam fora  dos limites superiores e inferiores  aceitáveis e suportáveis pelos equipamentos.

Pequenas Interrupções (efeito Flicker)
Interrupções muito curtas no fornecimento da energia elétrica, com duração da ordem de milésimos de segundos e que quase sempre são imperceptíveis ao usuário. Provocam freqüentemente perda de informação em sistemas de dados.

Grandes Interrupções (black-out)
Grandes interrupções de energia ou o que popularmente chamamos de "black-out". Podem durar minutos ou se prolongar por horas.

Variação da Freqüência
A freqüência da energia fornecida pelas concessionárias é 60 Hz para todo o território nacional. A uma variação aceitável de um limite de  +/- 0,5Hz . Ocorrendo uma variação superior a este limite poderá provocar superaquecimento e até queima da carga* que estiver conectada à rede.
 
Obs:
§ Entenda por carga qualquer tipo de equipamento ligado à rede como: motores, eletrodomésticos, luminárias, equipamentos de informática, etc.

10/11/06

domingo, 12 de outubro de 2014

Resumo básico sobre filtros supressores EMC - EMI -parte 2

TECNOLOGIA Resumo básico sobre filtros supressores EMC-EMI parte 2 - SÍNTESE SONORA & ELETRÔNICA ARTESANAL

SÍNTESE SONORA & ELETRÔNICA ARTESANAL 

Resumo básico sobre filtros supressores EMC-EMI -parte 2

v    ORIGENS DE UM RUÍDO (RFI)
Muitas vezes, as origens mais problemáticas das RFI são localizadas dentro do próprio ambiente e a interferência é conduzida (através do meio) pela fiação elétrica. Em altas frequências, os cabos elétricos de um prédio se comportam como um sistema de transmissão com linhas cruzadas e confusas, refletindo a energia de rádio-freqüência e espalhando-a de um circuito a outro.
Faíscas produzidas eletricamente são geradores potentes de RF que poluem a energia por um largo espectro de freqüência.Qualquer fiação conectada à origem das faíscas não somente conduz como transmite RF. Os produtores mais comuns de faíscas são soldadores elétricos, motores, relês, luzes néon ou fluorescentes em mau estado e qualquer tipo de interruptor . De origem natural, relâmpagos são faíscas causadoras de interferência em aparelhos radio ,tv e telefonia.
Outros dispositivos, mesmo não produzindo faíscas, geram RFI por causar mudanças bruscas na corrente elétrica. O mais conhecido é o dimmer de luz, que utiliza uma técnica chamada "controle de fase" para desligar e ligar rapidamente a corrente elétrica (em microssegundos).



v    MÉTODOS DE CORREÇÃO
Nem sempre só um aterramento perfeito (se isto for possível) haverá de eliminar IEM em equipamentos ou sistemas. Estas falhas poderão ser devido a diversos fatores somados.Como regra geral usamos três modos de prevenção.Estes três modos de atuação podem ser utilizados em conjunto. 
1.     reduzir a emissão da fonte interferente,
2.     fazer um acoplamento ineficiente com os equipamentos suscetíveis  
3.     tornar o receptor menos influenciável ao sinal externo. 
 A primeira ação é impedir que a fonte geradora as emita. Isso geralmente se resolve com filtros na própria fonte de sinal, alem disso podemos desligar ou mudar de lugar  aparelhos problemáticos; substituir dispositivos defeituosas; reparar conexões malfeitas, etc. Finalmente procurar prevenir os sistemas de receber interferências utilizando os mesmos processos usados para o emissor de ruído. Isso geralmente envolve encurtamento ou mudança de lugar de cabos, o uso de isolantes e blindagens , ou ainda filtros nas saídas e entradas dos equipamentos.

Orientação básicas para solucionar problemas com RFI:


# Localize e repare a fonte emissora. Isso se aplica a equipamentos  ligados à rede de força. Assim, o emissor pode ser substituído, reparado, ou um filtro pode ser instalado.

# Mantenha os cabos tão curtos quanto possível e preste atenção em sua colocação. Um cabo longo não só aumenta a impedância (resistência à passagem do sinal), como também faz do cabo uma antena. Dispor os cabos perto de "planos", como estruturas de metal ou pisos de concreto, reduzirá os efeitos de antena. Nunca enrole os cabos. Utilizar blindagem sempre que possível: por exemplo, instalar o equipamento sensível num gabinete ou móvel metálico, tendo o cuidado de aterrar a estrutura .

# Mantenha em boas condições as  conexões. Conectores inativos por muito tempo podem desenvolver resistência ou se tornar detectores de RF. Tentar "sumir" com as RFI com cabos mais grossos não surtirá efeito. Em RF, a impedância de um cabo é proporcional a seu comprimento, mas praticamente não é afetada por sua espessura.Nunca  desconecte um dispositivo de segurança ou pára-raio para resolver seu problema - isso é ilegal e perigoso. A RF não desaparece simplesmente ligando um fio “terra “ no chão  ou pior enrolado num prego na parede!

# Não se deve ligar aparelhos sensíveis na mesma linha de alimentação onde se liga aparelho de maior potência, tais como ar-condicionado, geladeiras, fornos elétricos, fontes chaveadas, máquinas e outros. O ideal é separar uma linha específica, com seu próprio disjuntor para ligar os aparelhos sensíveis.

Manter o aterramento em bom estado de funcionamento, de preferência um aterramento separado para os aparelhos sensíveis.É importante manter o aterramento em boas condições para que  os distúrbios da rede elétrica  tenham os seus efeitos minimizados.



ATENÇÃO: Não ligue o aterramento do sistema com o neutro (você estará transformando seu sistema elétrico em um grande fio terra de toda malha adjacente, isto é sua instalação será afetada se por exemplo  um raio atingir um poste de energia ,estando seu neutro aterrado com certeza a corrente sempre vai procurar os pontos mais simples para chegar ao solo,e no meio deste trajeto está sua instalação e por tabela seus equipamentos !!!)  

31/12/05

terça-feira, 7 de outubro de 2014

Resumo básico sobre filtros supressores EMC-EMI -parte 1

Resumo básico sobre filtros supressores EMC-EMI parte 1- SÍNTESE SONORA & ELETRÔNICA ARTESANAL
TECNOLOGIA


SÍNTESE SONORA & ELETRÔNICA ARTESANAL 


Resumo básico sobre filtros supressores EMC-EMI -parte 1

Textos do meu antigo site Resumo básico sobre filtros supressores EMC-EMI...

Ø      EMI: “eletromagnetic interference” ou IEM (interferência eletromagnética)

É um sinal indesejável ou ruído, que provoca distúrbios de varias intensidades ; desde insignificantes ate os mais graves .O ruído pode ser de origem natural (relâmpago, descarga eletrostática) e também de origem artificial (interruptores, semicondutor comutando , osciladores, fontes de alimentação chaveadas,etc). Ambos produzem indesejado distúrbio , influenciando  negativamente dispositivos eletrônicos . Esta  interferência está distribuída em larga faixa de freqüência .
Os ruídos emitidos classificam –se em irradiados através do ar ou conduzidos através de fios , cabos ,etc.
 A escala de freqüência do ruído conduzido tem alcances de diversos quilohertzes   ate aproximadamente 30MHz. Acima deste valor os meios principais da propagação são fenômenos de radiação  (efeito  antena).
  • Radiação (ondas eletromagnéticas no espaço livre)
  • Condução (ruído em linhas de energia ou em linhas de dados )
Dependendo da magnitude provocam, por exemplo:
à       Interferência em rádio e televisão gerados por motores elétricos .
à       Linhas telefônicas com chiados ou distorções produzidas por descargas atmosféricas.
à       O computador interfere com a recepção de rádio FM ou AM.
à       Captar em TV, rádio ou amplificador ;estações de rádio amador ou faixa cidadão.
à       Tela de computador ou tv com oscilação ou ondulações provocado por campo eletromagnético intenso nas proximidades.
à       Telefones celulares ou estações piratas de FM interferem na instrumentação de navegação aérea e naval .
à       Chaveamento eletrônico interferindo em sistemas de controle e monitoramento  médico ou de vigilância.

A energia fornecida pelas concessionárias nem sempre está dentro das especificações que seriam as ideais . Na pratica, o que ocorre é que a energia presente em nossas tomadas de força é impura, cheia de ruídos e outros distúrbios produzidos principalmente por equipamentos sem manutenção ou mal projetados que despejam uma série de detritos eletromagnéticos  nas linhas de força ,prejudicando  o desempenho de equipamentos sensíveis como os de informática e hospitalares.

  31/12/05

Ø  CEM: (Compatibilidade Eletromagnética)

A Interferência Eletromagnética na prática está sempre presente pois é impossível isolar de forma ideal um equipamento. Apesar disso pode existir  certa Compatibilidade Eletromagnética(CEM) entre o equipamento e o meio . Esta Compatibilidade surge sempre quando o  funcionamento do dispositivo segue dentro de normas de controle e segurança pré-definidas em um  projeto bem estruturado. Compatibilidade Eletromagnética significa que um dispositivo é compatível elétrica e magneticamente com o meio externo e interno ou seja não e influenciado  por sinais eletromagnético e tão pouco causador . Antigamente estas questões eram  consideradas apenas como RFI (radio frequency interference = interferência em rádio freqüência).
A onde há campos elétricos e magnéticos existe o problema de compatibilidade eletromagnética. Ela está presente na eletro– eletrônica , na natureza (influência de campos eletromagnéticos em seres vivos), etc.
A CEM pode ser subdividida em diversos tópicos, observemos alguns:
v     Blindagem: cabos, bastidores, ambientes.
v     Emissividade e Susceptibilidade
v     Filtros e Supressores
v     Protetores Elétricos
v     Aterramento
v     Descarga Eletrostática (ESD)
v     Descarga Atmosférica (proteção, fenomenologia, etc.)
v     etc.
Foram criadas  normas técnicas internacionais de controle de IEM para que os produtos tivessem um certificado de qualidade ou adequação ,entre alguns dos organismos reguladores tem-se:
·        FCC - Federal Communication Commission, Estados Unidos .
·        VDE - Verband Deutscher Elektrotechniker, Alemanha
·        IEC - International Electrotechnical Commission  
Ao contrário de outros tempos quando estes regulamentos eram voltados  primeiramente para projetos de proteção de IEM  freqüentemente paliativos atingindo somente o sintoma ,sem eliminar a causa inicial , hoje uma grande parcela  de circuitos  está incorporando proteções contra IEM em seu projeto inicial. Muitas formas podem ser usadas para cumprir com os limites do projeto ou da especificação para o problema.
Obs: As normas criadas valem tanto para eventuais causadores de interferência como para os que estão sujeitos a ela.

31/12/05