Estude fácil! Tem muito documento disponível na Docsity
Ganhe pontos ajudando outros esrudantes ou compre um plano Premium
Prepare-se para as provas
Estude fácil! Tem muito documento disponível na Docsity
Prepare-se para as provas com trabalhos de outros alunos como você, aqui na Docsity
Encontra documentos específicos para os exames da tua universidade
Prepare-se com as videoaulas e exercícios resolvidos criados a partir da grade da sua Universidade
Responda perguntas de provas passadas e avalie sua preparação.
Ganhe pontos para baixar
Ganhe pontos ajudando outros esrudantes ou compre um plano Premium
Uma introdução à interferência eletromagnética (emi), sua origem natural e artificial, e os efeitos negativos que pode causar em equipamentos industriais e no ser humano. Além disso, discute as formas diferentes de emi, como o ruído conduzido dm e cm, e os principais responsáveis pelas emissões de emi em conversores comutados. Finalmente, oferece referências para obter mais informações sobre o assunto.
Tipologia: Trabalhos
1 / 8
Esta página não é visível na pré-visualização
Não perca as partes importantes!
Introdução Já teve ter acontecido em sua casa, quando a televisão esta ligada e ao ligar na mesma rede um liquidificador ocorre um interferência no sinal de sua TV, esse fenômeno é conhecido como interferência eletromagnética (EMI). Outro exemplo bem comum em é quando estamos viajando de avião e é solicitado que desliguem os aparelhos celulares para evitar qualquer interferência nos instrumentos de navegação. A Interferência eletromagnética (IEM) é a ocorrência de alterações funcionais em um determinado equipamento ou sistema devido a sua exposição aos campos eletromagnéticos, sejam estes conduzidos ou irradiados, emitidos por outro equipamento ou por ele próprio (PAUL, 1992). Pode ser proposital ou acidental como também de origem natural ou artificial. De origem natural o campo magnético terrestre é o exemplo, que causa interferência em sistemas elétricos de potência pela influência de sua força. De causas naturais as descargas atmosféricas e os ventos são exemplos de EMIs. As manchas solares geram radiação cósmica que causam interferência em sinais de telecomunicação. Para evitar ou minimizar a EMI podemos empregar técnicas entre as quais se destacam o aterramento elétrico, a blindagem magnética e elétrica, os filtros, o isolamento ótico, os protetores elétricos, etc. No caso do televisor e do liquidificador, a Interferência Eletromagnética não causa mal algum, mas sim um desconforto visual da imagem. Mas pode ter conseqüências bastante graves no caso de um equipamento industrial (por exemplo, alguns mV somados ao sinal de um termopar, a geração de um alarme sem motivos), ou mesmo no ser humano que faz uso de um marca-passo.
prejudicam o funcionamento ou até mesmo destroem o dispositivo permanentemente. Sabemos que o corpo humano acumula cargas elétricas conforme fazemos movimentos.Por exemplo, ao andar em um carpete, retirar uma blusa de lã, o atrito resulta em troca de elétrons, gerando um potencial que pode chegar a centenas e milhares de volts. Quem já não levou choques ao tocar na maçaneta do carro e outros corpos metálicos. A descarga eletrostática pode mudar, degradar ou destruir as características elétricas de dispositivos eletrônicos tais como circuitos integrados e componentes quando estes são tocados.Por isto que em montagens eletrônicas o correto é se utilizar as pulseiras anti-estática. Para termos uma idéia da tensão gerada pela descarga eletrostática, se considerarmos um condutor com 50nH de indutância podemos falar de picos de tensão da ordem de 200V(V = L*di/dt) ou mais, uma vez que um pulso de corrente gerado pela descarga eletrostática tem um tempo de subida muito curto, da ordem de 4A/ns. EMI CONDUZIDA Em conversores comutados a EMI conduzida se apresenta de duas formas distintas, através do ruído conduzido DM e ruído conduzido CM. A corrente de ruído DM, ilustrado na Figura 4, ou também chamado de ruído simétrico, circula sobreposta a própria corrente de alimentação do conversor, com a única diferença de ter frequências superiores. Tal tipo de ruído é gerado principalmente por corrente pulsantes, comutações de turn-on e turn-off dos dispositivos semicondutores e pelas oscilações causadas pela corrente de recuperação reversa dos diodos, de acordo com (Rossetto et al., 2000). Por outro lado, o ruído CM, ou também chamado de ruído assimétrico, circula pelo condutor de aterramento ver Figura 5, e utiliza como caminho os elementos parasitas existentes entre o circuito e o chassi do equipamento, que por questões de segurança é aterrado. Nesse caso, os grandes responsáveis pelo aparecimento de ruído conduzido CM em conversores comutados são os parasitas capacitivos e as altas variações de tensão (dv/dt), conforme (Yang et al., 2004), (Lu et al.,
Figura 5: Circulação do ruído conduzido CM em um equipamento qualquer. EMI Conduzida – Modo Diferencial O ruído conduzido do tipo DM tem uma ligação direta com as altas de variações de corrente. Logo, é correto afirmar que este tipo de ruído tem forte dependência na forma de onda da corrente de entrada. Devido ao fato da etapa PFC ser a responsável pela definição da ondulação e da freqüência da corrente de entrada (através do projeto do indutor boost), pode- se dizer que, esta etapa é a principal responsável pela geração de ruído conduzido DM que será injetado na rede elétrica, conforme afirma (Pieniz et al., 2006) e (Zientarski et al., 2009). Tal ruído circula sobreposto à própria corrente de alimentação do equipamento. Logo, o caminho percorrido pelo ruído DM é o mesmo percorrido pela corrente principal do conversor. Em conversores operando como PFC, a forma de onda da corrente de entrada, tem como característica a forma de uma onda triangular, a qual gera EMI conduzida com frequências maiores que a frequência de comutação. Através da transformada de Fourier desta forma de onda triangular é obtida a equação (1), como demonstrado por (Lu et al., 2004). i(t) = 8I1 π 2 X∞ n=1,3,5,... (−1) (n−1) 2 n2 sin 2nπ T t (1) Onde: i(t) - Corrente senoidal. I1 - Componente fundamental da corrente. T - Período. n - Ordem do Harmônico. A partir da equação (1), pode-se concluir algumas das propriedades do ruído conduzido DM: • A frequência do ruído é múltiplos inteiros da frequência de comutação. • O espectro do ruído DM apresenta um decaimento natural de -40dB/dec. A amplitude dos harmônicos é reversamente proporcional ao quadrado da ordem do harmônico, o que quer dizer que a amplitude do harmônico decai com uma taxa de 40dB/dec. A circulação do ruído DM no conversor boost pode ser observado na Figura 6. Nota-se que a circulação do ruído é idêntica a corrente principal do conversor. Da mesma forma, na Figura 7 é apresentada a circulação do ruído para o conversor boost intercalado e na para o conversor dual boost. A LISN (Line Impedance Stabilization Network), a qual é posicionada na entrada dos conversores, filtra e separa as correntes de ruído, e também proporciona meios para medi-los. A LISN é usada somente durante as medidas de EMI conduzida e fornece uma linha de impedância estabilizada o que garante repetitibilidade dos resultados obtidos, como afirma (Zientarski et al., 2009) e (Mainali and Oruganti, 2010). Desse modo, o indutor boost é o elemento de maior impacto no ruído conduzido DM já que o mesmo influencia a parte de baixa frequência da norma (150 kHz – 5 MHz) através da amplitude da ondulação de corrente, e também na parte de alta frequência da norma (5 MHz – 30 MHz) através das capacitâncias parasitadas do indutor. Tais capacitâncias proporcionam um caminho de baixa impedância, permitindo a passagem do ruído DM, dependendo da frequência do sinal que percorre o mesmo, (Zientarski et al., 2009). Dessa forma, deve-se estar atento ao projeto do indutor boost, já que o mesmo afeta diretamente na geração da EMI conduzida do tipo DM. Outro fator que interfere
A interferência eletromagnética é um campo ou onda elétrica ou magnética que pode ou não alterar funcionamento ou danificar um equipamento, dispositivo ou aparelho. A interferência pode ser proposital ou acidental e pode ser de origem natural ou artificial. O campo magnético terrestre é de origem natural e, por exemplo, causa interferência em sistemas elétricos de potência pela influência de sua força. As descargas atmosféricas e os ventos são exemplos de causas naturais de EMIs.As manchas solares também causam interferência em sinais de telecomunicação pela geração de radiação cósmica. Exemplos praticos de problemas reais. E ainda, qualquer circuito eletrônico é capaz de gerar algum tipo de campo magnético ao seu redor e seu efeito vai depender de sua amplitude e duração. Um exemplo típico de como a EMI pode afetar o comportamento de um componente eletrônico, é um capacitor que fique sujeito a um pico de tensão maior que sua tensão nominal especificada, com isto pode-se ter a degradação do dielétrico(a espessura do dielétrico é limitada pela tensão de operação do capacitor, que deve produzir um gradiente de potencial inferior à rigidez dielétrica do material), causando um mau funcionamento e em alguns casos a própria queima do capacitor.Ou ainda, podemos ter a alteração de correntes de polariação de transistores levando-os a saturação ou corte, ou dependendo da intensidade a queima de componentes por efeito joule. Quais os Efeitos Falha de um item de segurança crítica em máquinas e equipamentos O funcionamento irregular do equipamento Um dispositivo de segurança pode ignorar um sinal Uma operação pode parar sem motivo aparente Um equipamento pode tera sua função pretendida não executada e neste caso, com várias situações, desde a que não é percebida até a uma situação mais grave de um acidente.
