5.1 Základné pojmy a veličiny elektromagnetickej kompaktibility

 

 

Ciele: Žiak po preštudovaní tejto kapitoly popíše

     - elektromagnetickú kompaktibilitu zariadení vozidla

           - definíciu elektromagnetickej poruchy

     - elektromagnetickú poruchu

     - elektromagnetickú odolnosť

     - úzkopásmovú emisiu

     - elektrická/ elektronickú podsústavu

 

Zákonné požiadavky na odrušenie vozidiel

 

Zákonné požiadavky na odrušenie vozidiel uvádza vyhláška ministerstva dopravy, pôšt a telekomuníkácii Slovenskej republiky č.116/1997 o podmienkach premávky vozidiel na pozemných komunikáciách. V  § 52 tejto vyhlášky je o odrušení vozidla uvedené:

motorové vozidlo musí byť konštrukčne vyhotovené, vyrobené a vybavené tak, aby rušivé vyžarovanie elektromagnetickej energie (ďalej len „rušenie“), vznikajúce pri prevádzke vozidla, neprevýšilo medzné hodnoty rušenia. Z hľadiska odrušenia vozidlo musí spĺňať podmienky ustanovené osobitnými predpismi. Motorové vozidlo musí byť konštrukčne vyhotovené, vyrobené a vybavené tak, aby rušivé vyžarovanie elektromagnetickej energie neovplyvňovalo činnosť iných vozidiel, ich výstroj a výbavu alebo iné elektronické zariadenia v ich dosahu. Súčasne musia byť všetky elektrické a elektronické zariadenia vozidla schopné bezpečne fungovať v elektromagnetickom prostredí, v ktorom sa vozidlo nachádza. Hodnotenie vykonávajú poverené skúšobne podľa ustanovených podmienok. Ustanovenie tohto odseku  sa nevzťahuje na vozidlo, ktorého technická spôsobilosť bola schválená pred 1. júlom 1972.

do konštrukcie a vyhotovenia mechanizmov vozidla v prevádzke sa nesmú robiť zásahy a pri výmene sa originálne dielce nesmú nahrádzať dielcami, ktoré by zvyšovali rušenie nad ustanovenú hranicu.

 

5.1 Základné pojmy

 

Pre bližšie vysvetlenie základných pojmov a veličín použijeme definície Smernice    komisie 95/54/ES z 31. októbra 1995,

 

5.1.1. „Elektromagnetická kompatibilita“ znamená schopnosť vozidla, komponentu(-ov) alebo technickej(-ých) jednotky(-iek) uspokojujúco fungovať vo svojom elektromagnetickom prostredí bez toho, aby spôsobovalo neprípustné elektromagnetické rušenie pre čokoľvek v tomto prostredí.

 

5.1.2. „Elektromagnetické rušenie“ znamená akýkoľvek elektromagnetický jav, ktorý môže zhoršiť výkon vozidla, komponentu(-ov) alebo technickej(-ých) jednotky(-iek). Elektromagnetickým rušením môže byť elektromagnetický šum, nežiadúci signál alebo zmena v samotnom prenosovom médiu.

 

5.1.3 „Elektromagnetická odolnosť“ znamená schopnosť vozidla, komponentu(-ov) alebo technickej(-ých) jednotky(-iek), fungovať za prítomnosti elektromagnetického rušenia bez zhoršenia kvality.

 

5.1.4. „Elektromagnetické prostredie“ znamená súhrn elektromagnetických javov existujúcich v danom mieste.

 

5.1.5. „Referenčný limit“ znamená menovitú úroveň, ku ktorej sa vzťahujú limitné hodnoty typového schválenia a zhody výroby.

 

5.1.6. „Referenčná anténa“ pre frekvenčný rozsah od 20 do 80 MHz: znamená skrátený vyvážený dipól, ktorý je polovlnovým rezonančným dipólom pri 80 MHz, a pre frekvenčný rozsah nad 80 MHz: znamená vyvážený polovlnový rezonančný dipól naladený na frekvenciu merania.

 

5.1.7. „Širokopásmové emisie“ znamenajú emisie, ktoré majú šírku pásma väčšiu, ako je šírka pásma príslušného meracieho prístroja alebo prijímača.

 

5.1.8. „Úzkopásmové emisie“ znamenajú emisie, ktoré majú šírku pásma menšiu ako je šírka pásma príslušného meracieho prístroja alebo prijímača.

 

5.1.9. „Elektrický/elektronický systém“ znamená elektrické a/alebo elektronické zariadenie(-a) alebo sústavu(-y) zariadení spolu s akýmikoľvek združenými elektrickými pripojeniami, ktoré tvoria časť vozidla, ale ktoré nie sú určené k tomu, aby boli typovo schválené oddelene od vozidla.

5.1.10. „Elektrická/elektronická montážna podskupina“ (EMP) znamená elektrické a/alebo elektronické zariadenie alebo sadu zariadení určených ako časť vozidla, spolu s akýmikoľvek združenými elektrickými spojmi a vedením, ktoré vykonáva jednu alebo viac špecializovaných funkcií. EMP môže byť schválená na žiadosť výrobcu buď ako „komponent“ alebo „samostatná technická jednotka (STJ)“ (podľa smernice 70/156/EHS, článok 2).

 

5.1.11. „Typ vozidla“ vo vzťahu k elektromagnetickej kompatibilite znamená vozidlá, ktoré sa podstatne nelíšia v takých aspektoch ako:

5.1.11.1. celkový rozmer a tvar priestoru pre motor;

5.1.11.2. celkové usporiadanie elektrických a/alebo elektronických komponentov a celkové usporiadanie elektrickej inštalácie;

 

5.1.11.3. základný materiál z ktorého je konštruovaná kostra alebo karoséria vozidla (napríklad oceľ, hliník alebo sklenené vlákno). Prítomnosť panelov z rôzneho materiálu, nemení typ vozidla za predpokladu, že základný materiál sa nezmenil. Takého zmeny sa však musia oznámiť.

 

5.1.12.1. funkcia vykonávaná EMP;

5.1.12.2. celkové usporiadanie elektrických a/alebo prípadne elektronických komponentov.

 

5.1.13 Základné pojmy pre meranie rušivého žiarenia

 

5.1.13.1. Metóda merania

Elektromagnetické žiarenie, produkované vozidlom predstavujúcim svoj typ, sa meria metódou opísanou v časti 5.4 pri jednej z dvoch určených vzdialeností antény. Voľbu vykoná výrobca vozidla.

 

5.2.2. Úzkopásmové referenčné limity vozidla

 

5.2.2.1. Ak sa meranie vykoná metódou opísanou v časti 5.4 so vzdialenosťou vozidla k anténe 10,0 ± 0,2 m, referenčné limity žiarenia sú 24 dB mikrovoltov/m (16 mikrovoltov/m) vo frekvenčnom pásme od 30 do 75 MHz a 24 až 35 dB mikrovoltov/m (15 až 56 mikrovoltov/m) vo frekvenčnom pásme od 75 do 400 MHz, tento limit rastie logaritmicky (lineárne) s frekvenciami nad 75 MHz. Vo frekvenčnom pásme od 400 do 1000 MHz zostáva limit konštantný pri 35 dB mikrovoltov/m (56 mikrovoltov/m).

 

5.2.2.2. Ak sa meranie vykoná so vzdialenosťou vozidla k anténe 3,0 ± 0,05 m,

referenčné limity žiarenia sú 34 dB mikrovoltov/m (50 mikrovoltov/m) vo frekvenčnom pásme od 30 do 75 MHz a 34 až 45 dB mikrovoltov/m (50 až 180 mikrovoltov/m) vo frekvenčnom pásme od 75 do 400 MHz, tento limit rastie logaritmicky (lineárne) s frekvenciami nad 75 MHz. Vo frekvenčnom pásme od 400 do 1000 MHz zostáva limit konštantný pri 45 dB mikrovoltov/m (180 mikrovoltov/m).

 

5.3.2.3. Na vozidle predstavujúcom svoj typ majú byť namerané hodnoty, vyjadrené v dB mikrovoltoch/m, (mikrovoltoch/m), aspoň o 2,0 dB (20%) nižšie ako referenčné limity.

 

5.3.2.4. Napriek limitom stanoveným v bodoch 6.3.2.1, 6.3.2.2 a 6.3.2.3 tejto prílohy, ak v priebehu počiatočného kroku opísaného v prílohe V, bod 1.3, je intenzita signálu meraná pri rádiovej anténe vozidla menšia ako 20dB mikrovoltov (10 mikrovoltov) v celom frekvenčnom rozsahu 88 až 108 MHz, potom sa vozidlo považuje za vozidlo spĺňajúce limity úzkopásmových emisií a nebude sa vyžadovať žiadne ďalšie testovanie.

Odolnosť vozidla predstavujúceho svoj typ, voči elektromagnetickému žiareniu sa testuje metódou opísanou v 5.4

 

5.3.4.2. Referenčné limity odolnosti vozidla

 

5.3.4.2.1. Ak sa testy vykonávajú metódou opísanou v 5.4, referenčná úroveň intenzity poľa je 24 voltov/m efektívnej hodnoty v 90%-ách frekvenčného pásma od 20 do 1000 MHz a 20 voltov/m efektívnej hodnoty v celom frekvenčnom pásme od 20 do 1000 MHz.

5.3.4.2.2. Vozidlo predstavujúce svoj typ sa považuje za vozidlo spĺňajúce požiadavky na odolnosť, ak počas testuvykonávaného v súlade s 5.4 a vystavené intenzite poľa vyjadrenej vo voltoch/m o hodnote 25% nad referenčnú úroveň, nenastanú žiadne mimoriadne zmeny v rýchlosti hnaných kolies vozidla, žiadne zníženie výkonu, ktoré by mohlo zmiasť ostatných užívateľov vozovky, a žiadne zhoršenie priameho riadenia vozidla vodičom, ktoré by mohol vodič alebo iný užívateľ vozovky spozorovať.

5.3.4.2.3. Priame riadenie vozidla vodičom sa vykonáva napríklad pomocou riadenia, brzdenia alebo reguláciou otáčok motora.

5.3.5. Požiadavky týkajúce sa širokopásmového elektromagnetického rušenia produkovaného EMP.

 

5.5.1. Metóda merania

Elektromagnetické žiarenie produkované EMP predstavujúcou svoj typ sa meria metódou opísanou v 5.4

5.3.5.2. Širokopásmové referenčné limity EMP

5.3..5.2.1. Ak sa meranie vykoná metódou opísanou v 5.4, referenčné limity žiarenia sú 64 až 54 dB mikrovoltov/m (1600 až 500 mikrovoltov/m) vo frekvenčnom pásme od 30 do 75 MHz, tento limit klesá logaritmicky (lineárne) s frekvenciami nad 30 MHz a 54 až 65 dB mikrovoltov/m (500 až 1800 mikrovoltov/m) vo frekvenčnom pásme od 75 do 400 MHz, tento limit rastie logaritmicky (lineárne) s

frekvenciami nad 75 MHz ako je znázornené v 5.4. Vo frekvenčnom pásme od 400 do

1000 MHz zostáva limit konštantný pri 65 dB mikrovoltov/m (1800 mikrovoltov/m).

5.3.5.2.2. Na EMP predstavujúcej svoj typ majú byť namerané hodnoty, vyjadrené v dB mikrovoltoch/m, (mikrovoltoch/

m), aspoň o 2,0 dB (20%) nižšie ako referenčné limity.

5.3.6. Požiadavky týkajúce sa úzkokopásmového elektromagnetického rušenia produkovaného EMP.

5.3.6.1. Metóda merania

Elektromagnetické žiarenie produkované EMP predstavujúcou svoj typ, sa meria metódou opísanou v príloheVIII.

5.3.6.2. Úzkopásmové referenčné limity EMP.

5.3.6.2.1. Ak sa meranie vykoná metódou opísanou v prílohe VIII, referenčné limity žiarenia sú 54 až 44 dB mikrovoltov/m (500 až 160 mikrovoltov/m) vo frekvenčnom pásme od 30 do 75 MHz, tento limit klesá

logaritmicky (lineárne) s frekvenciami nad 30 MHz a 44 až 55 dB mikrovoltov/m (160 až 560 mikrovoltov/

m) vo frekvenčnom pásme od 75 do 400 MHz, tento limit rastie logaritmicky (lineárne) s frekvenciami

nad 75 MHz ako je znázornené v dodatku 6 k tejto prílohe. Vo frekvenčnom pásme od 400 do 1000 MHz

zostáva limit konštantný pri 55 dB mikrovoltov/m (560 mikrovoltov/m).

5.3.6.2.2. Na EMP predstavujúcej svoj typ majú byť namerané hodnoty, vyjadrené v dB mikrovoltoch/m, (mikrovoltoch/

m), aspoň o 2,0 dB (20%) nižšie ako referenčné limity.

5.3.7. Požiadavky týkajúce sa odolnosti EMP voči elektromagnetickému žiareniu.

5.3.7.1. Metóda(-y) testovania

5.3.7.2. Referenčné limity odolnosti EMP

5.3.7.2.1. Ak sa testy vykonávajú metódou opísanou v prílohe IX, referenčné úrovne testu odolnosti sú 48 voltov/m pre

150 mm pásovo-linkovú testovaciu metódu, 12 voltov/m pre 800 mm pásovo-linkovú testovaciu metódu, 60

voltov/m pre TEM bunkovú testovaciu metódu, 48 mA pre testovaciu metódu nárazového prúdu (BCI) a 24 voltov/m pre testovaciu metódu voľného poľa.

5.3.7.2.2. Na EMP predstavujúcej svoj typ pri intenzite poľa alebo prúdu 25% nad referenčný limit, vyjadrenej vo vhodných lineárnych jednotkách, nesmie EMP vykazovať žiadnu poruchu, spôsobujúcu akékoľvek zhoršenie výkonu, ktoré by mohlo zmiasť ostatných užívateľov vozovky alebo akékoľvek zhoršenie priameho riadenia vozidla vybaveného systémom, ktoré by mohol vodič alebo iný užívateľ vozovky spozorovať.

5.3.1.7. Zhoda výroby

7.1. Merania na zabezpečenie zhody výroby sa vykonajú v súlade s ustanoveniami článku 10 smernice 70/156/EHS.

7.2. Zhoda výroby vzhľadom na elektromagnetickú kompatibilitu vozidla alebo komponentu alebo samostatnej technickej jednotky sa kontroluje na základe údajov obsiahnutých v osvedčení(-iach) o typovom schválení uvedenom(-ých) v prílohe IIIA a/alebo prípadne IIIB tejto smernice.

7.3. Ak nie je orgán spokojný s kontrolným postupom výrobcu, potom platia body 2.4.2. a 2.4.3. prílohy X k smernici 70/156/EHS .

7.3.1. Pri overovaní zhody vozidla, komponentu alebo samostatnej technickej jednotky vybraných zo série sa výroba považuje za zhodnú s požiadavkami tejto smernice vzťahujúcimi sa k emisiám širokopásmového žiarenia a k emisiám úzkokopásmového žiarenia vtedy, ak namerané úrovne nepresahujú o viac ako 2 dB, (25%) príslušné

referenčné limity ..

7.3.2. Pri overovaní zhody vozidla, komponentu alebo samostatnej technickej jednotky vybraných zo série sa výroba považuje za zhodnú s požiadavkami tejto smernice vzťahujúcimi sa k odolnosti proti elektromagnetickému žiareniu vtedy, ak vozidlo, komponent alebo samostatná technická jednotka nevykazujú akékoľvek zhoršenie priameho riadenia vozidla, ktoré by mohol vodič alebo iný užívateľ vozovky spozorovať keď je vozidlo, komponent alebo samostatná technická jednotka v stave definovanom v prílohe VI, bod 4, a keď sú vystavené intenzite poľa vyjadrenej vo voltoch/m, do hodnoty 80 % referenčných limitov predpísaných v bode 6.4.2.1. tejto prílohy.

 

Výnimky

Keď vozidlo, elektrický/elektronický systém alebo EMP neobsahuje žiadny elektronický oscilátor a prevádzkovou frekvenciou väčšou ako 9 kHz, považuje sa za spĺňajúce bod 6.3.2. alebo 6.6.2. .

Vozidlá, ktorých elektrický/elektronický systém alebo EMP nie je súčasťou priameho riadenia vozidla, nemusia byť testované na odolnosť a považujú sa za vozidlá spĺňajúce požiadavky bodu 6.4. prílohy I a prílohy VI k tejto smernici.

EMP, ktorých funkcie nie sú súčasťou priameho riadenia vozidla, nemusia byť testované na odolnosť a považujú sa za vozidlá spĺňajúce požiadavky bodu 6.7. prílohy I a prílohy IX k tejto smernici.

 

Elektrostatický výboj

Pre vozidlá vybavené pneumatikami sa môže karoséria/podvozok vozidla považovať za elektricky izolovanú konštrukciu. Významnejšie elektrostatické sily vo vzťahu k vonkajšiemu okoliu vozidla nastanú len v momente, keď vstúpi cestujúci do vozidla alebo keď z neho vystúpi. Ak je vozidlo stabilné v týchto momentoch, nie je potrebný žiadny typovo schvaľovací test na elektrostatický výboj.

 

8.5. Vodivé prechody

Pretože počas normálnej jazdy nemajú vozidlá žiadne elektrické spojenia s okolím, nevznikajú žiadne vodivé

prechody vo vzťahu k vonkajšiemu prostrediu. Zodpovednosť za zabezpečenie odolnosti zariadenia proti vodivým prechodom vo vnútri vozidla, napr. z dôvodu spínania alebo interakcií medzi systémami, nesie výrobca. Nie je potrebný žiadny schvaľovací test na vodivý prechod.

 

Kontrolné otázky

Popíšte:

 

1,Elektromagnetickú kompaktibilitu zariadení vozidla

2, Elektromagnetickú poruchu

3,Elektromagnetickú poruchu

4,Elektromagnetickú odolnosť

5,Úzkopásmovú emisiu

6,Elektrická/elektronickú podsústavu

 

 

5.2 Špecifické zdroje rušivých polí v motorových vozidlách

 

 

Ciele: Žiak po preštudovaní tejto kapitoly bude schopný špecifikovať

            -v čom spočíva rušenia radiovými vlnami

-kde sú zdroje rušenia rádiovými vlnami

-priebeh procesu pri ktorom vzniká rušenie

 

 

5.2 Špecifické zdroje rušivých polí

 

Elektrické zariadenia motorových vozidiel sú pri svojej činnosti zdrojom prechodných dejov s vysokou rýchlosťou zmeny hodnoty prúdu pri spínaní jednotlivých prístrojov a tieto deje sú zdrojom nepravidelných rádiových vĺn.

Najväčším zdrojom je spravidla elektrický obvod zapaľovania a indukčná záťaž  ako sú elektromotory, elektromagnety ako aj samotné vedenie ktoré má tiež indukčný charakter. To isté platí aj o elektrostatických výbojoch.

Keďže každé elektrické a elektronické zariadenie vyžaruje tieto vlny a zároveň je nimi ovplyvňované musíme tieto vzájomné vplyvy minimalizovať . Časť elektrotechniky zaoberajúce sa touto problematikou sa nazýva Elektromagnetická kompatibilita.

 

5.2.1 Špecifické  zdroje rušivých elektromagnetických polí v automobile

 

K hlavným zdrojom rušenia v samotnom automobile patria

-    iskra zapaľovacej sviečky

-         komutátory jednosmerných strojov dynám a elektromotorčekov

-         spínače spotrebičov

-         cyklovač stieračov

-         elektromagnetické ventily

-         nedokonalé spoje vodičov veľkých prúdov

-         spoje karosérií

-         elektrické náboje na pneumatikách

 

5.2.1.1 Iskra zapaľovacej sviečky

 

Iskra zapaľovacej sviečky vzniká v obvode zapaľovania a to tak, že na primár zapaľovacej cievky sa privádza elektrický prúd prerušovaný spínacím prvkom - tyristorom, tranzistorom alebo kontaktom prerušovača(obr.105). Na základe zmeny magnetického poľa pri zmene prúdu sa indukuje v sekundárnom vinutí  vysoké napätie a pri iskre v sviečke sa prerušuje prúd. Tento spôsobuje zmenu elektromagnetického poľa ktoré sa šíri do priestoru a spôsobuje rušenieokolitých zariadení.

 

Obr.105 Schéma zapaľovania

 

Obr. 106 Ideálny časový priebeh prúdov pri prerušovaní v zapaľovaní

 

Priebeh prúdov pri prerušovaní je na obrázku 106. Priebeh A je ideálny priebeh pri spínaní odporovej záťaže. V skutočnosti je záťaž komplexná to znamená že sa skladá aj z indukčnosti a kapacity čo tvorí rezonančný obvod. Ten na rozopnutie prúdu reaguje indukovaním napätia s časom opakovania t1 a tlmeným priebehom  tak ako je zobrazený na obr.5.2.2 B. Rušivý kmitočet s periódou t1  kmitá s kmitočtom  f1=1/t1.Tento kmitočet vytvára rádiové vlny  v okolí prívodných vodičov. Vlny sa šíria do okolia a pokiaľ ich vlnová dĺžka je rovnaká ako dĺžka na ktorej počúvame rozhlas tento bude rušený a v praxi sa tieto javy opakujú niekoľko stokrát za sekundu a pri neodrušení počujeme bzukot v rozhlasovom prijímači a rušenie obrazu v televízii aj v širokom okolí. Elektronické zariadenia pracujúce na blízkych kmitočoch môžu byť tak isto „mýlene“

 

 

5.2.1.2 Komutátory elektromotorčekov a dynám.

 

Komutátory sprostredkujú prechod prúdu z kotvy elektromotorčeka na stator cez kefky(obr.107). Pri tomto prepínaní cievok  dochádza k iskreniu a tým k prerušovaniu prúdu. Práve toto prerušovanie prúdu vyvoláva vznik elektromagnetického poľa s vysokými frekvenciami a toto sa šíri do priestoru.

 

 

 

Obr.107 Princíp činnosti elektromotorčeka

 

 

Obr. 108 Priebeh napätia a prúdu na komutátore.

 

Najväčšie rušenie je v mieste označenom medzera na obr. 107,

 

5.2.1.3 Spínače spotrebičov

 

Spínače spotrebičov(obr.109) slúžia na spoľahlivé spojenie alebo prerušenie elektrického obvodu. V zapnutej polohe je prúdová dráha obvodu je pod napätím preto musí byť táto dráha spolu s kontaktmi spínača izolovaná od kostry automobilu.

Z hľadiska ovládania spotrebičov sú kontakty najdôležitejšou časťou obvodu. Kontakty sú vhodne tvarované vodiče na ktorých vzniká elektrický dotyk. Pri dotyku preteká kontaktmi elektrický prúd, ktorý na kontaktoch vytvorí veľmi malý úbytok napätia Uk=0 tak ako ukazuje obr.5.5.

 

Obr.109 Zapnutá poloha spínača. Us- napätie napájacie, Uk- napätie na kontakte , I-spínaný prúd

 

 

 

Pri rozpojení kontaktu sa jednotlivé parametre zmenia. Prúd klesne na hodnotu I=0, pritom napätie na kontaktoch stúpne z nuly na menovité napätie Us pokiaľ vypínaná záťaž je odporová. Pomery sú znázornené na obr.5.6.

Obr.110 Rozopnutá poloha spínača. Us- napájacie napätie, Uk- napätie na kontakte, I-prúd v obvode

Obr.111 Priebeh napätia na kontakte Uk pri rozpojenie elektrického obvodu s indukčnou záťažou .

 

5.2.1.4 Cyklovač stieračov a elektromagnetické ventily

 

Tieto elektrické spotrebiče sú indukčného charakteru podobne ako prerušovač a preto pri rozpojení vzniká na kontaktoch indukované napätie prekračujúce viacnásobne napätie zdroja Us. Veľkosť indukovaného napätia

 u_i=L* dΦ/dt

 

5.2.1.6 Nedokonalé spoje vodičov veľkých prúdov a spoje karosérií

 

Spätný vodič prúdu zo spotrebičov vo vozidlách tvorí najčastejšie kovová karoséria. Jednotlivé časti karosérie sú veľmi často spájané mechanickými skrutkovými spojmi. Pri týchto spojoch dochádza vplyvom agresívneho prostredia ku korózii -vzniku kysličníku kovov. Tieto majú zhoršenú vodivosť a tak na nich vzniká     premenlivý odpor.  Dôsledkom je premenlivý prúd a následne sa v okolí vodičov objaví rušivé magnetické pole.

 

5.2.1.7 Elektrické náboje na pneumatikách

 

Pri odvaľovaní kolies po ceste dochádza k nabíjaniu pneumatík nábojmi ktoré pneumatika „zbiera“. Pri nahromadení veľkého množstva nábojov vzniká napätie až niekoľko tisíc voltov ktoré spôsobuje výboje na karosériu a cestu. Pri výboji vzniká iskra spôsobujúca rušenie. V súčasnosti sa tento nedostatok odstraňuje pridávaní vodivých prísad pri výrobe pneumatík.

 

 

 

 

Kontrolné otázky:

            1,Ako vzniká rušivé elektromagnetické pole?

            2,Popíšte kde vzniká rušivé pole

            3,Vysvetlite vznik rušivého poľa na spojoch karosérie!

4,Popíšte vznik rušenia na pneumatikách

 

 

5.3. Základné prostriedky odrušenia.

 

Ciele: Žiak po preštudovaní tejto kapitoly

-         spozná odrušovacie prvky

-         spozná ich zapojenie

-         popíše ich činnosť

 

Definícia:

 

Odrušenie je zníženie nežiadúcich elektromagnetických vlnení ktoré spôsobujú elektrické zariadenia pri prudkom zmene prúdu v okolí vodičov a tiež v nich.

 

Pre obmedzenie rušenia sa používajú tieto prostriedky:

-         kondenzátory

-         tlmivky

-         filtre

-         polovodičové obmedzovače napätia

-         tienenia

Odrušovacie prostriedky musia byť schválené v poverenej organizáci čo musí byť na nich vyznačené . Označenie je v štvorci  písmenoE a za ním číslo ktoré značí krajinu v ktorej bolo udelené typové schválenie (Slovensko má pridelené číslo E27). Pre kábly platí povinnosť označenia každých maximálne každých 12 cm.

 

5.3.1 Odrušovacie kondenzátory

Pre skratovanie vírivých prúdov sa používajú kondenzátory s rôznym dielektrikom -keramické, metalizovaným papierom, polypropylénové a ďalšími dielektrikami. Kondenzátory sa umiestňujú najbližšie k zdroju rušivého napätia. Pre jednosmerný prúd kondenzátor predstavuje vysoký odpor ale pre rušivé vysoké frekvencie predstavuje malý odpor čím zabráni ďalšiemu šíreniu tým že rušivý prúd zvedie na kostru.

Na obrázku 112 je kondenzátor s metalizovaným papierom prechodkový . Používa sa

 

 

 

 

Obr. 112 Prechodkový kondenzátor

a, schematická značka b, rozmerový náčrtok prechodkového kondenzátora

 

 

5.3.2 Odrušovacia indukčnosť

 

Odrušovacia indukčnosť(obr.113) je tvorená feritovým jadrom cez ktoré prechádza vodič, niekedy aj viacnásobne-s 2 a viac závitmi. Pre jednosmerný prúd predstavuje odrušovacia indukčnosť malý  ohmický odpor a preto ním jednosmerný prúd preteká bez väčších strát. Pre vysoké rušivé frekvencie predstavuje indukčnosť veľký odpor . Preto sa veľkosť rušivých prúdov na indukčnosti zníži.

 

 

 

Obr.113 Schématická značka odrušovacej indukčnosti s feritovým jadrom

 

 

 

Obr.114 Rozmerový náčrtok odrušovacej indukčnosti

 

5.3.4 Zapojenie odrušovacích obvodov

 

Najjednoduchším zapojením je použitie kondenzátora. Ten sa pripája na zdroj rušenia ako napríklad na obr.115. Toto zapojenie eliminuje symetrickú zložku rušenia. V tomto prípade ide o kondenzátor pripojený priamo na držiak kefiek jednosmerného komutátoroveho motorčeka. Vysoké kmitočty prúdu ktoré by sa mohli dostať po vedení k napájaciemu zdroju a vyžarovať do okolia rušivé elektromagnetické vlnenie sa na reaktancii zvedú medzi prívodnými vodičmi na držiakoch kefiek  a ďalej sa nedostanú. Veľkosť kapacity kondenzátora sa pohybuje na úrovni desiatok až stoviek nanofaradov. Do série s kondenzátorom sa používa zapojený odpor v hodnote 20 až 50 Ohmov. Účinnosť tohto odrušenia je vysoká aj preto, lebo elektromotorček má kovovú kostru ktorá pôsobí ako tienenie a zabraňuje vyžarovaniu elektromagnetického vlnenia do okolia priamo z motorčeka. 

Obr. 115 Odrušenie motorčeka kondenzátorom s kombináciou odporom

 

Ďalším zo spôsobov odrušenia je použitie napäťovo závislého polovodičového prvku varistoru(obr.116) alebo trisilu s pripojením podobne ako kondenzátora. Tieto prvky majú premenlivý odpor v závislosti na napätí. Pri prekročení menovitého napätia sa zmení odpor trisilu , resp.varistoru na hodnotu 2 Ohmov a tým zabráni prieniku rušivých prúdov po vodiči do zdroja.

 

 

Obr.116 Zapojenie odrušenia napäťovo závislým polovodičovým prvkom

 

5.3.4 Symetricky zapojené odrušovacie členy.

 

Symetrické členy s vysokou účinnosťou využívajú kondenzátory a indukčnosti na obmedzenie šírenia rušivých vĺn po vedení. Na obrázku 117 je zapojenie prvku s uzemnením stredu. Jeho účinnosť je z oboch strán , to znamená že zabraňuje prenikaniu rušivých napätí zo zdroja do spotrebiča , ale aj naopak.

Obr.117 Zapojenie obojstranného symetrického člena

 

Asymetrický odrušovací člen obr.118 sa používa tam, kde je spotrebič pripojený jedným pólom na kostru a druhý pól je vedený vodičom uloženým vo zväzku. Pozostáva z dvoch idukčností, ktoré predstavujú malý odpor pre jednosmerný prúd ale veľký pre vysokofrekvenčný prúd. Stred týchto indukčností je pripojený cez kondenzátor C na kostru . Kondenzátor zvedie vysoké frekvencie na kostru , ale pre jednosmerný prúd má vysoký odpor.

Obr. 118 Asymetrický odrušovací člen.

 

5.3.5 Odrušovanie tienením.

Odrušovanie tienením sa používa na odstránenie šírenia rušivého  poľa vodiča ktorým preteká rušivý prúd do okolia v podobe magnetických vĺn. Rušivé prúdy a napätie sa po takomto káble prenášajú. Typickým predstaviteľom je tienený kábel v reze na obrázku 5.3.8. Pozostáva z vodiča 1 okolo ktorého je dielektrikum 3 ktoré zaisťuje odizolovanie vodiča 1 od tienenia 2.Vodič  1 môže byť plný alebo vyhotovený v podobe spletaného lanka. Tienenie 2 môže byť vyhotovený ako opletenie tenkým vodičom alebo fóliou. Princípom odrušenia je , že siločiary magnetického poľa z rušivého prúdu sa zachytávajú v tienení 2.

Obr. 119 Tienený kábel

Takýto tienený kábel sa používa najčastejšie na rozvod zapaľovacích impulzom k sviečkam. Zapaľovacie impulzy ktoré sú zdrojom iskry na elektródach zapaľovacej sviečky sú zároveň aj zdrojom rušenia .Pokiaľ je potrebné odrušiť vozidlo na vyšší ako základný stupeň ich použitie najčastejšie. Na ukončenie týchto káblov sa používajú koncovky, ktoré sú tak isto odrušené. Ich rez je znázornený na obr. 5.3.8

            a                                             b

 

Obr. 120 Káblové koncovky  a, uhlová koncovka b, priama koncovka

 

Pre spájanie káblov sa používajú vložky a spojky podľa  obr.121 ktoré môžu byť aj tienené.

 

            a                                             b

Obr. 121 Elementy na spájanie tienených káblov a, vložka b, spojka.

 

Pri zapaľovaní sa znižuje rušenia aj zmenou dĺžky kábla , pri elektronickom zapaľovaní  ktoré sa montuje priamo na zapaľovacie sviečky tento problém nie je potrebné riešiť , preto lebo vývody zapaľovania sú napojené priamo na elektródu sviečky. Tienenie je možné dosiahnúť aj vedením vodiča v dutinách karosérie, ktoré tak isto pôsobia proti šíreniu rušivých vĺn.

 

 

Kontrolné otázky:

1,Definujte odrušenie tienením!

2, Popíšte symetrický odrušovací člen!

3, Popíšte asymetrický odrušovací člen!

4,Popíšte princíp odrušenia tienením!

5,Popíšte tienený kábel!

6,Popíšte tienené koncovky a spojky!

 

 

 

 

 

5.4 Predpisy a normy pre odrušenie

 

Ciele: Žiak po preštudovaní tejto kapitoly vie definovať:

-         požiadavky na obmedzenie rušiacich vplyvov elektrických zariadení

-         požiadavky na odolnosť proti rušiacim vplyvom

-         postup pri meraní rušivých vplyvov na okolie

-         postup pri meraní rušivých vplyvov na vlastné zariadenia vozidla ako napríklad na prijímaciu anténu

 

 

5.4.1 Normy na odrušenie

Medze rušivých svorkových  napätí a elektromagnetických polí  určuje  STN 34 2875 ktorá v súlade s predpisom č.10 EHK určuje 2 stupne odrušenia.

I. stupeň- je základný stupeň povinný pre všetky motorové vozidlá a je stanovený medzinárodnými dohodami v predpise č. 10 Európskej hospodárskej komisie (EHK)

 

II. stupeň – je zvláštny stupeň nepovinný, ale pri dôležitých vozidlách pre náročné použitie môže byť požadovaný odberateľom-uživateľom vozidla. Týka sa napríklad citlivých rádiostaníc umiestnených vo vozidle. Tento sa môže ďalej rozdeľovať na stupne IIa,  IIb, IIc.

 

5.4.2 Základné odrušenie I. stupeň

Základné odrušenie pokrýva rozsah od 0.15 až 1 000 MHz. Povinnosťou výrobcu vozidiel je zaistiť že každé vozidlo vyhovie týmto požiadavkám ako celok. Cieľom je ochrana telekomunikačných vysokofrekvenčných prijímacích zariadení umiestnené mimo vozidla. Meria sa úroveň poľa vo vzdialenosti 10 metrov od vozidla pri horizontálnej a vertikálnej polohe meracej antény, pričom namerané hodnoty nesmú prekročiť hodnoty  pri jednotlivých kmitočtoch sú uvedené na obr. 122. Podľa doterajších skúseností sa meria iba v rozsahu kmitočtu nad 30MHz do 1000MHz, lebo ak je vyhovujúci výsledok bude vyhovujúci aj v kmitočtoch nižších ako 30MHz.

 

Obr. 122 Medzná intenzita rušivého poľa pre základné odrušenie(I. stupeň odrušenia)

 

 

 

5.4.3 Zvláštne odrušenie II. stupeň

Tento stupeň odrušenia nie je povinný. Pre uľahčenie komunikácie medzi výrobcom alebo montážou špeciálnych  nástavieb bol zavedený druhý stupeň s tromi variantami a, b, c.

 

5.4.3.1 Stupeň IIa

Stupeň IIa je určený pre vozidlá v ktorých sa používa rozhlasový prijímač alebo iné komunikačné zariadenie pracujúce na rozsahu kmitočtov 0,15 až 30MHz, to je pásmo dlhých, stredných až krátkych vĺn . Okrem obmedzenia vyžarovania podľa stupňa I sa pri stupni IIa požaduje obmedzenie rušivých napätí prenikajúcich do prijímača alebo zariadenia cez obvody napájania. Tieto rušivé napätia sa merajú predpísaným spôsobom na svorkách zariadenia a príslušenstva vozidlá (napr. autorádia) a v rozsahu kmitočtu ,015 až 30MHz a nesmú byť vyššie ako medza na obr.123 a meria sa na umelej sieti.

 

Obr. 123 Medze rušivých napätí na svorkách elektrického príslušenstva pre stupne odrušenia IIa a IIb (STN 34 2875).

 

5.4.3.2 Stupeň IIb

 

Stupeň IIb je požadovaný pre vozidlá s prijímačom kmitočtov 0,15 až 150 MHz kde patrí aj rozsah VKV II ( 88- 108 MHz). Pre IIb ešte platí že okrem požiadaviek IIa je, že v rozsahu 30 až 150MHz  nesmie špičková hodnota rušivého napätia indukovaná do antény prijímača v pracovnej polohe prekročiť 20μV (2μVkvazišpičkovej hodnoty)

 

 

 

 

 

 

Obr. 124 Stupeň IIc

 

Stupeň IIc je používaný pre vozidlá so zvláštnymi nárokmi na odrušenie. Na rozdiel od stupňov IIa a IIb je sprísnená hodnota na medzné hodnoty rušivého vyžarovania na svorkách prístrojov tak ako uvádza obrázok 125.

 

 

Obr. 125 Medzné hodnoty pre stupeň odrušenia IIc-medza rušivých polí

Požiadavky na veľkosť vyžarovaných napätí 1m od vozidla pre odrušenia IIc medzné hodnoty rušivého poľa ukazuje obrázok125

 

 

Obr. 126 Medzné hodnoty pre stupeň odrušenia IIc-medza rušivých napätí na svorkách prístrojov elektrického zariadenia

 

5.4.6 Meranie rušenia

 

Metóda merania odrušenia je daná v dokumente SMERNICA KOMISIE 95/54/ES  z 31 októbra 1995ktorá bola uverejnená vo vestníku EU

 

5.4.6.1 Meranie rušivých napätí- úprava miesta merania

 

Miesto merania rušivých polí musí spĺňať viacero podmienok. Jednou s podmienok je urovnaný terén a v blízkosti nesmú byť budovy odrážajúce rádiové lúče. Rozmery a umiestnenie vozidla sú uvedené na obr. 5.4.6. Meracie zariadenie musí byť umiestnené vo vyhradenej časti a meraný signál od antény musí byť privedený k meraciemu zariadeniu pomocou špeciálneho tieneného kábla. Jednotlivé polohy antény ukazuje obrázok 128 a 129.

 

 

Obr. 127 Umiestnenie meraného vozidla a meracieho zariadenia.

Obr.128 Umiestnenie antény pri meraní vertikálnej zložky

 

Obr.129 Umiestnenie antény pri meraní horizontálnej zložky

 

5.4.6.2 Meranie rušivých vplyvov EMP(Elektromontážnych prvkov)

 

Meranie EMP  sa vykonáva v špeciálnych tienených bezodrazových komorách . Príklad takejto komory je na obr.129, kde sú stanovené aj jednotlivé rozmery. Napájanie EMP musí byť zaistené zo špeciálne odrušeného zdroja a merací prijímač musí byť umiestnený mimo komory, pričom kábel od meracej antény musí prechádzať špeciálnou prechodkou.

 

 

Obr.130 Meranie  rušenia EMP jednotky v špeciálnej komore

 

 

 

 

 

 

Kontrolné otázky:

1,Aká norma a smernica sa zaoberá rušením  a meraním rušenie elektromagnetickým vlnením

            2, Popíšte odrušenie stupňa I.!

3,  Popíšte stupeň odrušenia II.a!

4,Popíšte stupeň odrušenie II.b !

5.Popíšte stupeň odrušenie II.c !

6,Popíšte stupeň odrušenie EMP!

7, Popíšte meranie odrušenia I. a II. stupňa!

8, Popíšte meranie rušenia EMP!

 

 

 

Použitá literatúra:

 

10. Šťastný,  B. Remek  Autoelektrika a autoelektronika  Praha 2000

Ing. Vladimír Kopernický, Ing. Vladimír Bartík , Ing. Jana Pauscheková Automatizácia pre 3.ročník stredných priemyselných škôl strojníckych 

Jaroslav Andrt Údržba  a opravy automobilov Škoda 105,  120, 130  Garde, Rapid

ČSN ISO 7637-1 (304012)cestné vozidlá rušenie iba po vedení 12V

ČSN ISO 7637-2 (304012 cestné vozidlá rušenie iba po vedení 24V

ČSN 30 4208 (304208) elektrické spúšťače

ČSN ISO 8854 (304250)alternátory

ČSN ISO 7227 (304300) osvetlenie

ČSN EN ISO 4165 (304442) elektrické spojenia

ČSN 30 4540-1 (304540) VN káble

ČSN EN 50436-1 (305120) protialkoholové blok zar

ČSN IEC 854 (340877) charakteristika impulz ultrazvukov

STN EN 61000-3-2, Elektromagnetická kompatibilita (EMC)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

vyhláške MDPT č.116/1997.

ČSN EN ISO 11446 (304455 spojenia zás

ČSN 30 4121 (304121) zapaľ cievky

 

EkoWATT.cz

http://auta5p.car.cz/vystavy/brno_sm_2001/sm_51.htm http://auta5p.car.cz/informace/motory/motory.htm

http://www.bosch.sk/content/language1/html/index.htm

http://www.akuma.sk/

Toto je Váš text, môžete ho kedykoľvek zmeniť.