Материал: Ю.Е.СЕДЕЛЬНИКОВ - Электромагнитная совместимость

Результаты измерений спектров этих помех указывают на на­ личие трех широких резонансных полос, центры которых соответ­

ствуют частотам, равным примерно 750 кГц, 3 и 20 МГц, хотя спектр излучения каждого отдельно взятого аппарата не обязательно вклю­ чает в себя все эти резонансные полосы. Близкими к ним по причи­ нам возникновения и основным свойства создают также нагрева­

тельные установки для сваривания пластмасс. Хотя в основном спектр этих помех сосредоточен в области до 35 МГц, высшие гар­ моники могут проявляться до частот порядка 1 ГГц. На рис. 2.11 приведены данные, характеризующие частотные зависимости ИРП, соответствующих указанным устройствам.

Рис. 2.11. ИРП от дугового сварочного аппарата, устройства для сушки и склеивания древесины и нагревателя пластмасс (на расстоянии 300 м)

Газоразрядные источники света. Лампы дневного света и нео­

новые лампы создают непрерывные флуктуационные помехи, а ртутные дуговые и натриевые лампы - импульсные помехи.

Непосредственной причиной возникновения помех является нере­ гулярный характер тока при газовом разряде. В цепях электропи­

тания мощных ламп протекают интенсивные токи, создающие зна­ чительный уровень радиопомех в широкой полосе частот. Напри­ мер, люминесцентные лампы могут создавать помехи в диапазоне

51

частот 10 ... 100 МГц и более. В качестве иллюстрации на рис. 2.12 приведены данные для флуоресцентных ламп.

Рис. 2.12 ИРП. излучаемые флуоресцентной лампой на расстоянии 0.9 м от нее

---------- _ лампа с холодным катодом длиной 2,4 м.

- - ------- блок из двух ламп с холодным катодом длиной 0,6 м,

-------------лампа с горячим катодом длиной 1.2 м

Контактная сеть. Источником индустриальных помех может быть любая электрическая цепь, в которой происходят частые и рез­

кие изменения тока, обычно связанные с разрывом контактов, ис-

крообразованием, появлением утечки тока через изоляцию, иони­

зацией газа. Мощным источником помех является электротранспорт, движение которого сопровождается частым прерыванием контакта

между воздушным проводом и токосъемником. Эти и другие по­ добные электрические устройства создают помехи в виде групп им­ пульсов или непериодических импульсных последовательностей. Например, помехи при каждом прохождении электротранспорта представляют собой поток импульсов в течение 20...30 с длительно­ стью импульса около 4,5 мс и средней частотой следования около 220 Гц. Спектр этих помех занимает широкую полосу частот, а уро­ вень зависит от типа устройства и, как правило, увеличивается с ростом мощности потребителей электроэнергии.

52

Помехи от электродвигателей. Среди всех типов электродви­ гателей наибольшие помехи создают двигатели коллекторного типа, широко используемые как в бытовых приборах, так и в раз­ личных исполнительных механизмах. Причиной возникновения

помех является прерывание контактов и, как следствие, возникно­ вение импульсных токов в электрической цепи двигателя. Помехи имеют вид хаотического потока импульсов, их спектр может зани­

мать полосу частот от 10 кГц до 1 ГГц. Помехи, создаваемые при работе электродвигателей, распространяются в сети электропита­ ния, а также излучаются в окружающее пространство.

Вторичные источники электропитания. Значительные уров­ ни помех могут создаваться самими источниками электропитания. Так, при работе мощных тиристорных выпрямителей нередко воз­ никают периодические помехи на частоте второй гармоники пере­ менного тока. Данные помехи занимают область частот, превы­

шающую несколько десятков мегагерц. Другая причина возник­ новения помех от источников электропитания связана с тем, что

при перегрузках трансформаторы входят в режим насыщения, про­

текающие в них токи имеют несинусоидальную форму, т.е. содер­ жат гармоники. В этом случае источник электропитания создает также помехи на частотах гармоник сети переменного тока.

2.3 4. Кратковременные помехи

Первичные и вторичные цепи питания электротехнического и радиоэлектронного оборудования могут служить источником

импульсных помех, обусловленных переходными процессами

из-за резких изменений тока. Суть этого механизма заключается в

том, что при изменении электропотребления одним из средств (на­ пример, при включении электродвигателей, исполнительных ме­

ханизмов и других потребителей) изменяется напряжение, действу­ ющее в цепи электропитания. Это изменение, а также сопровож­ дающие его переходные процессы в виде скачков тока или колеба­ тельных процессов нередко имеют большую амплитуду и широ­

кий спектр. Так, зарегистрированы случаи, когда в бортовой ап­ паратуре наблюдались скачки напряжения с амплитудой до сотен вольт и длительностью около 10 мкс.

53

По спектральному составу помехи, возникающие при ком­ мутации электрических цепей, близки к другим видам широкопо­ лосных помех (рис. 2.13).

Рис 2 13 Зависимость от частоты уровня помех, созданных размагничивающим (7). переключающим (2)

иэлектромеханическим переключающим (3) устройствами

иопределенных на расстоянии 7.5 м от ИП

Основное отличие, по которому эти помехи выделены в обособ­ ленную группу, заключается в их кратковременности и нерегулярном характере. Это обстоятельство в значительной мере определяет ха­ рактер воздействия их на различные рецепторы. Помехи этого вида весьма опасны для цифровых устройств: не только как приводящие к нарушению работы, но и в ряде случаев к необратимым отказа ввиду повреждений активных элементов.

Другая особенность помех, создаваемых устройствами ком­ мутации, состоит в том, что нерегулярный и кратковременный ха­ рактер их требует использования специальных методов и аппара­

туры для контроля уровней.

2.3.5. Контактные помехи

Контактные помехи и их источники. В любом подвижном объекте имеется большое число металлических элементов конст­ рукции, соприкасающихся или неплотно соединенных между со­ бой винтами, болтами, заклепками, а также с помощью сварки.

54

Полное сопротивление между контактирующими поверхностями име­ ет комплексный характер и зависит от материала, конфигурации и со­ стояния поверхностей, прижимного усилия и дестабилизирующих фак­ торов (температура, влажность и т.п.)- В диапазоне низких частот (там, где работают, например, электрические устройства автоматики и те­ лемеханики) модуль контактного сопротивления определяется в ос­ новном активной составляющей, а на высоких частотах (порядка со­ тен мегагерц) - преимущественно емкостным сопротивлением. Если объект находится в покое, сопротивление контакта остается постоян­ ным.

При движении объекта под воздействием вибрации, качки, ударов контактное сопротивление становится переменным. В за­ висимости от характера изменения контактного сопротивления во времени различают контакты трения, качения и скольжения, а так­ же случайно переключающиеся разрывные контакты. К первой группе можно отнести контакты между элементами конструкции объекта, имеющими неплотные механические сочленения или до­ пускающие по условиям эксплуатации небольшие взаимные пере­ мещения. Эти контакты между элементами конструкции, частич­ но расходящимися в процессе движения, контакты между враща­ ющимися частями (колеса, лопасти винтов и т.д.), контакты меж­ ду колесами железнодорожных вагонов и грузовых тележек и рель­ сами и т.д. Группа случайно переключающихся разрывных кон­ тактов представлена контактами между неплотно соединенными элементами конструкции в условиях сильной вибрации. Их сопро­ тивление может изменяться от очень малых до бесконечно боль­ ших значений. Контакты двух или более соприкасающихся прово­ дящих элементов конструкции подвижного объекта, полное сопро­ тивление между которыми в процессе движения изменяется в ши­ роких пределах, называют переменными контактами.

Контактными помехами называют непреднамеренные поме­ хи, возникающие в результате переизлучения электромагнитного поля элементами конструкции объекта, имеющими контакты, со­ противление которых в процессе движения объекта изменяется. Возникновение контактных помех объясняется следующим обра­

зом. Под действием электромагнитного поля, излученного пере­ дающей антенной, на элементах конструкции объекта возникают

55