37125 - ELECTROMAGNETIC COMPATIBILITY M

Conoscenze e abilità da conseguire

Il corso si propone di fornire la conoscenza delle principali problematiche relative alla compatibilità elettromagnetica delle apparecchiature elettriche e/o elettroniche. Vengono trattate la diafonia, le emissioni condotte e irradiate e l’immunità condotta e radiata, e ne sono ricavati modelli per l’analisi. Sono fornite le competenze per la soluzione di problemi di interferenza condotta e irradiata, con particolare riferimento ai filtri EMI, ai metodi e alle tecniche di schermatura elettromagnetica e alle misure in camera riverberante. Sono fornite inoltre le conoscenze dei fenomeni alla base della propagazione delle onde elettromagnetiche sia in mezzi illimitati sia guidata. Gli argomenti sono proposti agli studenti con particolare riferimento agli aspetti applicativi, accompagnando la teoria con attività di esercitazione numerica e di laboratorio.

Contenuti

Generalità sulla compatibilità elettromagnetica

Storia della compatibilità elettromagnetica (EMC). Definizioni di base. Requisiti di compatibilità elettromagnetica secondo la Direttiva EMC 2014/30/EU: concetti di emissione e immunità. Modello di interferenza elettromagnetica. Richiamo sui decibel e dimensioni elettriche. Scelta del modello elettromagnetico per un problema EMC: elettrodinamica quasi-stazionaria e non stazionaria.

Diafonia

Accoppiamento capacitivo (elettrico). Accoppiamento induttivo (magnetico). Accoppiamento capacitivo-induttivo. Modelli circuitali per la diafonia.

Comportamento non ideale dei componenti elettrici

 Modello reale di conduttori, condensatori, induttori, resistori. Resistenza e induttanza dei conduttori al variare della frequenza. Risposta in frequenza dell'impedenza di condensatori, induttori e resistori reali.

Emissioni ed immunità condotte

Emissioni condotte di modo comune e di modo differenziale. Esempi di sorgenti di disturbi condotti. Normativa. Metodi e strumenti di misura. Rete stabilizzatrice dell'impedenza di linea (LISN). Sonde di corrente. Risoluzione problemi: filtri, alimentatore, posizionamento dei componenti all'interno dell'apparecchiatura. Modello per la valutazione delle emissioni condotte nei convertitori switching. Filtri EMI. Immunità condotta. Problematiche. Risultati delle prove di immunità. Disturbi nella rete di distribuzione. Disturbi impulsivi: burst, surge e sistemi di prova. Buchi di tensione, brevi interruzioni e variazioni di tensione. Scariche elettrostatiche. Metodi e strumenti di misura. Norme sull'immunità.

Antenne a dipoli elementari

Campo elettromagnetico irradiato da dipoli elementari. Dipolo elettrico e dipolo magnetico. Approssimazioni di campo vicino e campo lontano. Onde piane uniformi (onde TEM) in un mezzo privo di perdite. Esempi di antenne EMC. Fattore d'antenna, balun, antenna biconica, antenna logperiodica e antenna bilog. 

Emissioni ed immunità radiate

Modelli per la valutazione delle emissioni irradiate da fili e circuiti stampati. Normativa. Metodi e strumenti di misura. Siti di misura. Risoluzione problemi. Immunità a radio frequenza. Problematiche. Modello per la valutazione dell’immunità radiata di linee. Normativa. Metodi, strumenti e siti di misura. Risoluzione problemi.

Schermatura elettromagnetica

Efficienza di schermatura di uno schermo piano. Metodi per il calcolo dell'efficienza di schermatura. Schermatura di onde piane uniformi. Approssimazione per sorgenti in campo vicino. Schermi con aperture. Impedenza di trasferimento di contenitori, cavi, connettori, giunzioni. Tecniche per la misura dell'efficienza di schermatura. Materiali schermanti.

Camere riverberanti

Cenni preliminari. Guide d'onda e cavità. Frequenze di risonanza. Applicazioni alle misure EMC. Apparecchiatura di prova. Sintonizzazione dei modi e agitazione dei modi. Validazione della camera. Misure di efficienza di schermatura di materiali, contenitori, cavi, connettori, guarnizioni.

Direttiva 2004/108/EC

 Obiettivi e definizioni. Procedure per la valutazione della conformità alla Direttiva di apparecchiature elettriche ed elettroniche. Analisi EMC e relativo diagramma a blocchi.

Testi/Bibliografia

C. R. Paul, Introduzione alla Compatibilità Elettromagnetica, Hoepli, 2006

H. W. Ott, Electromagnetic Compatibility Engineering, John Wiley & Sons, 2009

P. A. Chatterton, M. A. Houlden, EMC Electromagnetic Theory to practical design, John Wiley & Sons, 1991

Metodi didattici

Le lezioni sono integrate da esercitazioni pratiche di laboratorio.

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

Esame finale orale.

Strumenti a supporto della didattica

Tracce delle lezioni del corso su https://virtuale.unibo.it/.

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Leonardo Sandrolini