84240 - COMPATIBILITA' ELETTROMAGNETICA INDUSTRIALE M

Scheda insegnamento

Anno Accademico 2018/2019

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.

Programma/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.

Emissioni ed immunità condotte

Emissioni condotte di modo comune e di modo differenziale. Misura delle emissioni condotte: LISN e ricevitore EMI. Modello per la valutazione delle emissioni condotte nei convertitori switching. Filtri EMI. Immunità ai transitori e alle variazioni di tensione.

Antenne a dipoli elementari

Campo elettromagnetico irradiato da dipoli elementari. Dipolo elettrico e dipolo magnetico. Approssimazioni di campo vicino e campo lontano. Impedenza del campo vicino. Campi ad alta e bassa impedenza.

Emissioni ed immunità radiate

Modelli per la valutazione delle emissioni irradiate da fili e circuiti stampati. Immunità a radio frequenza. Modello per la valutazione dell’immunità radiata di linee.

Onde in un mezzo illimitato

Onde piane uniformi (onde TEM) in un mezzo privo di perdite. Onde piane uniformi in mezzi con perdite: caso generale. Onde piane uniformi in un conduttore e in dielettrico con perdite. Materiali dispersivi. Analogia tra linee di trasmissione e onde piane uniformi. Onde piane uniformi incidenti perpendicolarmente su un'interfaccia piana.

Schermatura elettromagnetica

Efficienza di schermatura. Metodi per il calcolo dell'efficienza di schermatura. Schermatura di onde piane uniformi. Studio di una struttura elettricamente piccola mediante l'equazione della diffusione in termini del potenziale vettore magnetico ed applicazione a schermi multistrato. Schermi con aperture. Impedenza di trasferimento di contenitori, cavi, connettori, giunzioni. Tecniche per la misura dell'efficienza di schermatura. Materiali schermanti.

Guide d'onda rettangolari

Soluzione delle equazioni delle onde in una guida d'onda rettangolare riempita con materiale privo di sorgenti e di perdite. Modi TM (magnetico trasversale). Modi TE (elettrico trasversale). Propagazione di onde in una guida.

Camere riverberanti

Cenni preliminari. 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.

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 dell'apprendimento

Esame finale orale.

Strumenti a supporto della didattica

Tracce delle lezioni del corso.

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Leonardo Sandrolini