Storing (EMC maatregelen)

blackdog

Golden Member

Hi,

Ik kwam vorige week een aantal Engels artikelen tegen waar veel info in staat betreffende EMC problemen en de behandeling hiervan.
Het bestaat uit zes delen en ze zijn als PDF te downloaden.

https://www.emcstandards.co.uk/design-techniques-for-emc-par...cuit-desig

Veel leesplezier :-)

Groet,
Bram

Waarheden zijn "Illusies waarvan men vergeten is dat het illusies zijn"

Interessant. Nu even geen tijd om alles te gaan lezen, maar ik heb hem bij mijn favorieten gezet.

Lambiek

Special Member

Leuk Bram, bedankt.

Het is en blijft altijd een beetje een zwart gat dat EMC gebeuren. :)

Als je haar maar goed zit, GROETEN LAMBIEK.

Over EMC zijn hele bibliotheken volgeschreven.. ;)

u=ir betekent niet :U bent ingenieur..
blackdog

Golden Member

Hi,

mel,
Daar ga ik niet tegenin, ik heb b.v. ook wat opmerkingen over hoe je afgeschermde kabels aansluit.
Zoals dit, aan beide zijden de afscherming naar massa, vaak ook de mantel van de connector,
mijn praktijk wijst uit, dat dit vaak niet goed werkt ondanks dat ze dit prachtig in diverse onderzoeken en uitleg artikelen op het Inet kunnen schrijven dat dit zo moet...

Tja wat moet je dan als er 0,5 Ampere vereffeningsstroom door die afscherming loopt, dit zelfs meegemaakt tussen twee naast elkaar liggende ruimten.
Door de veel gearde apparatuur met hun filter componenten aan de 230V en verschillende paden van de Net aarde liep er dus een grote vereffenings stoom.
Natuurlijk zijn de theorien goed, maar in de praktijk zal je er met een "open mind" naar moetenkijken als je problemen wilt gaan oplossen, koste mij bijna 1 dag werk.

Het is gewoon complex/moeilijk om goede onderdrukking waarden te halen, en dan ben ik alleen nog beneden de 10MHz bezich geweest voor audio en video distributie.

Groet,
Bram

Waarheden zijn "Illusies waarvan men vergeten is dat het illusies zijn"

@Blackdog,

daar ben ik het van harte mee eens, EMC is complex.
Maar ik moet ook zeggen, het is met der tijd begrijpelijk en het is mogelijk te voorzien.
In de eerste 5 jaar is bij ons in het bedrijf welgetelt 1 project zonder problemen door de EMC tests gekomen.
In de laatste 5 jaar zijn welgetelt 2 projecten niet door de EMC tests gekomen bij Revisie 1.
(1 fuse track was te krap uitgerekend (Surges), 1 project hadden ze de PCB review overgeslagen, en aan hun de eer voor het eerste project in 5 jaar dat niet door de Burst test kwam)

Ja, het is complex, maar het is zeer zeker mogelijk om met wat common-sense een hoop problemen te voorkomen.
Wij stappen nu bij Rev. 0 in het project, dan plaatsen wij al footprints op de usual spots, dan overleggen we al met de layouters hoe ze de ground structuur moeten aanleggen etc. etc.
Vanuit mijn ervaring kan een vroeg contact tussen de EMC ingenieur en de project teams een hoop ellende voorkomen.

"Stupidity is also a gift of God, but one mustn't misuse it." - Pope John Paul II

Op 21 oktober 2019 17:05:09 schreef blackdog:

Zoals dit, aan beide zijden de afscherming naar massa, vaak ook de mantel van de connector,
mijn praktijk wijst uit, dat dit vaak niet goed werkt ondanks dat ze dit prachtig in diverse onderzoeken en uitleg artikelen op het Inet kunnen schrijven dat dit zo moet...

Ik dacht dat bij afscherming tegen EMC juist wordt afgeraden om deze aan twee kanten aan aarde te leggen.

Lastigste geval van EMC ben ik tegengekomen toen ik een EMC test moest begeleiden bij het NMi. Het was een test van een 2-draads 4-20mA instrument met een RFI filter in het klemmenblok (doorvoerfilters in de metalen behuizing). Voor EMC <70MHz gebruikt(e) het NMi een methode die ik ken als "conducted RFI" dus de frequentie werd via een 100 Ohm weerstand direct op een van de signaal/voedingsdraden geïnjecteerd. Het filter zou er voor moeten zorgen dat er geen EMC invloed zou zijn maar het mA signaal liet een forse afwijking zien die we in eerste instantie niet konden verklaren.

De waarschijnlijke oorzaak was een in het klemmenblok opgenomen diode om polariteitsfouten te voorkomen. Die werkte vermoedelijk als een gelijkrichter waardoor er een kleine gelijkstroom aan het uitgangssignaal werd toegevoed.

Probleem hebben we kunnen omzeilen door intrepretatie van de betreffende standaard. Deze zegt dat bij signaalkabels het testsignaal op de afscherming moet worden geïnjecteerd en bij voedingskabels op een van de voedingsaders. Een 4-20mA signaal is tevens voeding dus injectie op de afscherming was ook acceptabel.

Op 21 oktober 2019 17:49:34 schreef John1963:
Ik dacht dat bij afscherming tegen EMC juist wordt afgeraden om deze aan twee kanten aan aarde te leggen.

Hangt er van af waartegen je wil afschermen. Eenzijdig aansluiten schermt alleen af tegen elektrische invloeden. Als je ook tegen magnetische invloed wil afschermen dan moet je beide zijden aansluiten.
En als er te grote vereffeningsstromen gaan lopen, dan is het aardingssysteem niet robuust genoeg.

blackdog

Golden Member

Hi,

KlaasZ
En als er te grote vereffeningsstromen gaan lopen, dan is het aardingssysteem niet robuust genoeg.

Yep, en vertel de klant dan maar eens, dat ze dit allemaal moeten gaan aanpakken, worden ze nooit blij van. :-)

Gelukkig doe ik dat soort werk bijna nooit meer.

Groet,
Bram

Waarheden zijn "Illusies waarvan men vergeten is dat het illusies zijn"

Die klant komt er vanzelf achter als er onverwacht dingen kapot gaan.

Een goede EMC wartel is gemiddeld al 2 keer duurder dan een "gewone".
EMC kabels, heel mooi...Maar of het nu echt geschikt is voor grote stromen? Het beste is om de EMC afscherming als veiligheidsaarde te gebruiken, dan heb je ook geen aardlussen..

u=ir betekent niet :U bent ingenieur..
Lambiek

Special Member

Scherm en aarde ader aan elkaar leggen, zo doen wij het altijd. Maar wel altijd met EMC wartels.

Als je haar maar goed zit, GROETEN LAMBIEK.

Op 21 oktober 2019 18:28:36 schreef blackdog:
Hi,

KlaasZ
En als er te grote vereffeningsstromen gaan lopen, dan is het aardingssysteem niet robuust genoeg.

Yep, en vertel de klant dan maar eens, dat ze dit allemaal moeten gaan aanpakken, worden ze nooit blij van. :-)

Gelukkig doe ik dat soort werk bijna nooit meer.

Groet,
Bram

Dit heeft al verscheidene malen bedrijven in as gelegd, denk aan een oude fabriek die in kantoor ruimtes werd omgebouwd.
Er worden Duizend computers in dat gebouw gezet, het oude electriciteits net is hier niet voor berekend en door de harmonische stromen krijg je een electrische brand.
Met elk paar Y-Condensatoren koppel je tot 3 mA in je PE leiding, je monitor, je PC, je printer etc. etc. bij metingen zijn stromen gedetecteerd van 75 Ampere in kantoor gebouwen.
(Ik werk in zo'n gebouw, 13 verdiepingen vol PC's, een sinus die meer op de piramide van Cheops lijkt maar dan zonder punt, en naarmate het gebouw voller werd hebben wij 300 kilo aan filter moeten plaatsen om nog EMC metingen te kunnen uitvoeren)

"Stupidity is also a gift of God, but one mustn't misuse it." - Pope John Paul II

Ik lees hier voortdurend foute termen als EMC kabels en EMC wartels.
Zo wordt de verwarring nog groter.

EMC omschrijft de onderlinge beinvloeding tussen apparaten voor wat betreft elektromagnetische verschijnselen.
Eenvoudig gezegd :twee apparaten zijn elektromagnetisch compatibel als ze elkaars goede werking niet verstoren.
Omdat kabels geen actieve bestanddelen bevatten die kunnen storen of verstoord worden vallen ze niet onder het begrip EMC. En ook al niet onder de EMC richtlijnen.

Evenwel dragen kabels sterk bij tot de wederzijdse beinvloeding door het transporteren van die EM verschijnselen. (let wel EM, niet: EMC)
Dat kan gebeuren door geleiding , maar ook door afstraling.
Dat gedrag is zeer complex en hangt af van de constructie en afmetingen van de kabel,
het materiaal en natuurlijk de golflengte van de uitgezonden of opgepikte hoogfrequente signalen.

Door het zeer uiteenlopende gedrag van de verschillende frequenties is er eigenlijk geen universele zaligmakende oplossing.

Soms is het gebruik van assymetrische kabel(coax) aangewezen. In andere gevallen juist symmetrische kabel (telefoon)
Het twisten van de aders kan in en uitstralen verminderen en een globale afscherming kan ook zn nut bewijzen. Evenals een verhoging van de commonmode impedantie door een ferrietring.

Bij warteldoorvoeren is het soms aangewezen het scherm van de kabel door te verbinden met de metalen behuizing van het apparaat of de verdeeldoos of kast en/of de aarde
Om ook voor hoge frequenties effectief te blijven is het onvoldoende het scherm aan 1 punt te verbinden.
Daarom zijn er speciale wartels die rondom contact maken met het scherm van de kabel.

Enzovoort. Dus het woord EMC kabel klinkt in mijn oren als een vloek.
Omdat de benaming de lading niet dekt, en maatregelen om ongewenst transport van rf signalen te vermijden een hele waaier van maatregelen inhoudt.
Wat in een bepaald frequentiegebied aangewezen is, kan in een ander gebied juist ongewenste effecten hebben.
De discussie over al of niet afschermen, en het scherm één of beide zijden doorverbinden is dus geheel afhankelijk van de te verwachten problemen. Natuurlijk zijn er heel wat situaties waar het duidelijk is welke maatregelen moeten genomen worden, maar een universele oplossing is er niet echt.

@Mel, het lijkt me niet meer dan normaal dat een metalen wartel die behalve waterdicht ook EM dicht is en corrosievrij, een stuk meer kost dan een plastieken wartel. Maar je moet die toch enkel gebruiken waar nodig?

Rust roest, en nog geen klein beetje, ik kan er van meespreken.

@Grotedikken,

je hebt op zich gelijk dat radiatie/ontvangstmogelijkhheid van kabels een complex probleem is.
Bij onze huishoud appliances is het een van de grote redenen waardoor je problemen krijgt bij Radiated emission en radiated immunity.
Bij ons is de prijsdruk ook hoog genoeg dat EMC wartels / Afscherming letterlijk nooit gebruikt worden.
Hoogst zelden word ferriet geplaatst, en dan het liefst een ferrite bead en geen clamp-on. (denk dan aan welgeteld 2 projecten in 10 jaar met een clamp-on ferriet en dat was dankzij Collega's die geen actie ondernamen toen het was vereist)

Laat me nou even vloeken in de kerk, op zich beschouw ik de termen EMC en EMI uitwisselbaar, het is hetzelfde principe aan het werk alleen op verschillende power levels.

"Stupidity is also a gift of God, but one mustn't misuse it." - Pope John Paul II

Walkura, op de keper beschouwd zijn het eigenlijk twee tegengestelde begrippen.
Twee apparaten zijn EM compatibel als er géén EM interference optreedt. Dat kan je bekomen door langs twee kanten te werken. Enerzijds de emissie inperken en anderzijds de immuniteit verhogen.
De opgelegde normen voorkomen een aantal problemen maar kunnen ook niet elke situatie voorzien.

Rust roest, en nog geen klein beetje, ik kan er van meespreken.

@Grotedikken,

daar heeft U helemaal gelijk in, en op zich is het vaak zo dat bij verbeteringen aangaande de immuniteit ook een verbetering van de emissies optreed.
Het is namelijk dezelfde wet die veel problemen veroorzaakt bij beide gevallen.
Bij Burst/ESD immuniteit is het de "ongewilde maar altijd aanwezige" impedantie van de track's wat veel ellende veroorzaakt, echter op een veel lager signaal nivo is diezelfde impedantie van de tracks een van de grote oorzaken van conducted emissions, door varierende stromen veroorzaak je een Voltage storing die je met je LISN meet.
Diezelfde voltage verschillen zorgen ervoor dat je kabelboom kan stralen, vandaar dat ik het als 1 geheel beschouw.

U heeft er helemaal gelijk in dat er al veel verbeterd is over de afgelopen decennia, en dit proces gaat constant door dankzij voortschreidend inzicht en ook dankzij nieuwe technologie.
Een standaard als 61000-4-19 of 4-16 was niet echt nodig in huishoud electronica, maar dankzij de toename van inverter gedreven motors druppelt het langzaam onze test specificaties binnen.
En eerlijk gezegd vermoed ik dat er veel meer fabrikanten last van hebben, echter nog niet beseffen wat die storingen veroorzaakt en dat er inmiddels standaarden zijn die dit addreseren.

(Wij krijgen dit soort vragen wel eens, wij hebben een wasmachine of afwasmachine en wij hebben een storing van x kHz gemeten bij de zelfactivatie, onder welke standaard valt dit)

Op zich is dat voor mij ook de motivatie om hier in te blijven werken, hoeveel jaren ervaring je ook hebt er is altijd wat nieuws om uit te puzzelen :)

"Stupidity is also a gift of God, but one mustn't misuse it." - Pope John Paul II
vergeten

Golden Member

Op 21 oktober 2019 18:21:24 schreef KlaasZ:
[...]Als je ook tegen magnetische invloed wil afschermen dan moet je beide zijden aansluiten.

Ben bang dat dat nauwelijks helpt tegen magnetische invloeden.
Of het moet een mµ metalen buis zijn.

Doorgaans schrijf ik duidelijk wat ik bedoel, en toch wordt het wel eens anders begrepen.

Begrijp je wel wat die dubbelzijdig geaarde afscherming doet?

GJ_

Moderator

Op 23 oktober 2019 12:01:59 schreef grotedikken:
Omdat kabels geen actieve bestanddelen bevatten die kunnen storen of verstoord worden vallen ze niet onder het begrip EMC. En ook al niet onder de EMC richtlijnen.

De losse kabels vallen dan niet onder de richtlijn, maar ze maken wel deel uit van van installaties die er wel onder vallen. Een losse frequentieregelaar bijvoorbeeld valt er zelf ook niet echt onder, maar de gehele aandrijving wel, dus van regelaar tot en met motor. Die regelaar is slechts een onderdeel, net als de kabel en de motor.

Op 23 oktober 2019 12:01:59 schreef grotedikken:

@Mel, het lijkt me niet meer dan normaal dat een metalen wartel die behalve waterdicht ook EM dicht is en corrosievrij, een stuk meer kost dan een plastieken wartel. Maar je moet die toch enkel gebruiken waar nodig?

GD:dezelfde wartels die jij bedoelt, zijn er ook ZONDER dat speciale inzetstukje, waarbij de kabelmantel word omhuld.Speciaal EMC wartels, zo staat het tenminste in de catalogus.Dus die dingen zijn 2 keer zo duur als degene, dezelfde wartels ZONDER dat speciale inzetstuk.
Ik heb het dus niet over huis tuin en keuken kunststof wartels..

u=ir betekent niet :U bent ingenieur..

Op 21 oktober 2019 18:21:24 schreef KlaasZ:
[...]Hangt er van af waartegen je wil afschermen. Eenzijdig aansluiten schermt alleen af tegen elektrische invloeden. Als je ook tegen magnetische invloed wil afschermen dan moet je beide zijden aansluiten.

Ik snap die uitleg niet helemaal. Uiteindelijk is het toch allemaal EMI, die we weliswaar zoveel mogelijk proberen te beperken maar waar we ons middels EMC toch tegen proberen te wapenen? Of die EMI nu komt van een motorkabel of van een GSM. Dus allemaal 'magnetisch'. Wat bedoel je dan met "elektrische" invloeden?

Elektrische invloed is een spanningsverandering in de omgeving die door capacitieve koppeling wordt overgedragen.
Magnetische invloed is een stroomverandering die door het veranderend magneetveld wordt overgedragen.

Op 24 oktober 2019 17:30:46 schreef KlaasZ:
Elektrische invloed is een spanningsverandering in de omgeving die door capacitieve koppeling wordt overgedragen.
Magnetische invloed is een stroomverandering die door het veranderend magneetveld wordt overgedragen.

Toch ben ik in de praktijk nooit anders tegengekomen dat fabrikanten bij de afscherming van signaalkabels - de antenne dus - van bv. een regelaar, voorschreven slechts 1 kant van de afscherming te aarden - aan de regelaar kant. Wanneer ik jouw redenering volg dan is die signaalkabel dus alleen maar beschermd tegen capacitieve koppeling en niet tegen inductieve. De effecten van inductieve koppeling kunnen immers net zo erg zijn. Wekt dat geen verwondering? Ben je niet in de war met het tweezijdig aarden van VFD hoofdstroomkabels om de 'uitstraling' aan de bron - de zender dus - te beperken?

Nee, ik ben niet in de war. Als fabrikanten voorschrijven dat een afscherming maar aan 1 kant geaard mag worden zullen ze daar wel een reden voor hebben. De enige reden die ik kan verzinnen is dat de aardes op beide punten niet hard met elkaar zijn verbonden waardoor er mogelijk vereffeningsstromen door de afscherming kunnen gaan lopen.

Ben zelf in mijn werk wel in aanraking gekomen met signaalkabels voor gevoelige signalen die dubbel afgeschermd waren. Elke ader een eigen afscherming die maar aan 1 kant geaard mocht worden en om de bundel nog een afscherming die aan beide zijden geaard moest worden. Aan het personeel van de leverancier gevraagd wat de diepere betekenis daarachter was, maar dat konden ze niet goed uitleggen. De fabrikant had dat zo voorgeschreven dus zo deden ze dat.