Analiza fenomenelor de interferență electromagnetică transmise prin cuplaj inductiv și metode de reducere a acestora

Când între două sau mai multe sisteme sau electronice, mașini, este posibil un schimb de energie electromagnetica(EM), se spune că între acestea există un cuplaj electromagnetic.

Interferențele electromagnetice (EMI) reprezintă orice semnal sau emisie, radiată în spațiul liber sau transmisă prin cabluri de alimentare sau de semnal, care periclitează funcționarea radionavigației sau a altor echipamente de siguranță sau care deteriorează grav, blochează sau întrerupe în mod repetat un serviciu de comunicații radio autorizat.

Serviciile de comunicații radio includ, fără a se limita la:

- transmisiile comerciale AM/FM, transmisiile de televiziune;

- serviciile de telefonie mobile;

- semnalele radar;

- serviciile de comunicații personale (PCS).

Serviciile radio autorizate și cele neautorizate, cum ar fi transmisiile WLAN sau Bluetooth, precum și dispozitivele cu emisii neintenționate, cum ar fi dispozitivele digitale, inclusiv calculatoarele, contribuie la formarea mediului electromagnetic.

Cuplajele pot fi utile, dacă este vehiculată energie utilă. Dacă energia EM ce se schimbă între aceste două sisteme este menită să perturbeze unul dintre sistemele cuplate, se vorbește de un cuplaj parazit, neintenționat ce afectează mediile în care au loc și care poate duce la funcționarea necorespunzătoare a echipamentului.

Pentru a se putea trata și analiza corect fenomele ce apar intra sau inter-echipamente trebuie să se cunoască foarte bine atat mecanismele de cuplaj cât și componentele ce favorizează cuplajul: sursa de perturbații, calea pe care aceste perturbații se propagă, și receptorul acestor perturbații.

Căile de cuplaj prin care se face schimbul de energie între sursă și receptor pot genera diferite tipuri de cuplaje și anume cuplaje prin cai prin care circulă curenți electrici(cuplaj galvanic) cuplaje prin câmp electric(cuplaj capacitiv) cumplaje prin câmp magnetic(cuplaj inductiv) sau cuplaje prin câmp eletromagnetic(cuplaj prin radiație)

Fenomenul de producere al cuplajului inductiv stă la baza funcționarii transformatoarelor sau motoarelor electrice.Acest fenomen poate fi însă unul nedorit atunci când două circuite electrice devin cuplate fără a avea această intenție.

2. Tipuri de cuplaj

Figura 1. Tipuri de cuplaj

Pentru asigurarea compatibilității electromagnetice se identifică sursele de interferențe electromagnetice existente, dar cu aceeași importanță și căile de cuplaj ale acestora.

Căile de cuplare se clasifică în:

- Cuplaj galvanic (sau prin conducție) - apare când între două circuite există o impedanță comună;

- Cuplaj electric (sau capacitiv) - apare între două conductoare aflate la potențiale diferite;

- Cuplaj magnetic(sau inductiv) - apare între conductoare adiacente parcurse de curenți electrici;

- Cuplaj prin radiație electromagnetică - cuplajul care se realizează într-un mediu dielectric (se face referire la acest cuplaj în zona de câmp depărtat).

De multe ori identificarea acestor cuplaje nu este deloc o operație de rutină, necesitând cunoștințe și multă experiență. Măsurile antiperturbative, în cele mai multe situații practice, trebuiesc corelate, deoarece se impune nu doar o masură singulară, ci un mix de măsuri îndreptate asupra interferențelor identificate, atât cele conduse, cât și cele radiate.

Deoarece câmpul electric este proporțional cu tensiunea din instalațiile electrice, acesta poate determina perturbații electromagnetice suficient de importante, la distanțe mari, numai în apropierea instalațiilor de înaltă tensiune. În orice caz, în cele mai multe instalații, câmpul electric nu are un rol important. Totuși la distanțe reduse, precum în cazul cablurilor care sunt pozate împreună în canale de cabluri, câmpul electric trebuie să fie luat în considerație ca sursă a unor posibile perturbații