ספק כוח תאימות אלקטרומגנטית מונח טכני
תאימות אלקטרומגנטית היא דיסציפלינה יישומית מקיפה בין-תחומית. כטכנולוגיית קצה, היא מבוססת על התיאוריה הבסיסית של טכנולוגיית חשמל ורדיו, וכוללת תחומים טכניים רבים חדשים, כגון טכנולוגיית מיקרוגל, טכנולוגיית מיקרואלקטרוניקה, טכנולוגיית מחשבים, טכנולוגיית תקשורת ורשת וחומרים חדשים. לטכנולוגיית התאימות האלקטרומגנטית יש מגוון רחב של יישומים, וכמעט כל תחומי התעשייה המודרניים, כמו חשמל, תקשורת, תחבורה, תעופה וחלל, תעשייה צבאית, מחשבים וטיפול רפואי, חייבים לפתור בעיות תאימות אלקטרומגנטית. הנושאים החמים של מחקרו כוללים בעיקר: מאפיינים של מקורות הפרעות אלקטרומגנטיות ומאפייני השידור שלהם, השפעות מזיקות של הפרעות אלקטרומגנטיות, טכנולוגיית דיכוי של הפרעות אלקטרומגנטיות, ניצול וניהול של ספקטרום אלקטרומגנטי, תקנים ומפרטים של תאימות אלקטרומגנטית, טכנולוגיית מדידה ובדיקה, דליפה אלקטרומגנטית ופריקה אלקטרוסטטית וכו'.
השם האנגלי של תאימות אלקטרומגנטית הוא Electromagnetic Compatibility, או בקיצור EMC. מה שנקרא תאימות אלקטרומגנטית מתייחס למצב הדו-קיום שבו ציוד (תת-מערכות, מערכות) יכול לבצע את הפונקציות שלהם יחד בסביבה אלקטרומגנטית משותפת. יש כאן שתי משמעויות, כלומר, הקרינה האלקטרומגנטית הנוצרת במהלך עבודתה חייבת להיות מוגבלת לרמה מסוימת, והיא חייבת להיות בעלת יכולת מסוימת נגד הפרעות. זו בעיית התאימות שיש לפתור בפיתוח ציוד. טווח התדרים המעורב בטכנולוגיית תאימות אלקטרומגנטית הוא רחב כמו 0 GHz עד 400 GHz. בנוסף לציוד המסורתי, חפצי המחקר כוללים גם את רמת השבב, עד לסביבה האלקטרומגנטית של ספינות שונות, מעבורות חלל, טילים בין-יבשתיים ואפילו כדור הארץ כולו.
שלושת האלמנטים של תאימות אלקטרומגנטית הם מקור הפרעות (מקור הפרעה), נתיב צימוד וגוף רגיש. ניתוק כל אחד מהפריטים לעיל יכול לפתור את בעיית התאימות האלקטרומגנטית. השיטות הנפוצות לפתרון תאימות אלקטרומגנטית כוללות בעיקר מיגון, הארקה וסינון.
2 תנאים טכניים של תאימות אלקטרומגנטית
(1) תאימות אלקטרומגנטית
תאימות אלקטרומגנטית מתייחסת ליכולת של מכשיר או מערכת לעבוד כרגיל בסביבה האלקטרומגנטית שלו מבלי לגרום להפרעה אלקטרומגנטית בלתי מקובלת לשום דבר בסביבה.
(2) הפרעה אלקטרומגנטית
הפרעה אלקטרומגנטית מתייחסת לכל תופעה אלקטרומגנטית העלולה לפגוע בביצועים של ציוד, ציוד או מערכות או לגרום נזק לחומרים חיים או לא חיים. הפרעה אלקטרומגנטית עלולה לגרום לפגיעה בציוד, בערוץ השידור או בביצועי המערכת. מרכיביו העיקריים כוללים מקורות הפרעות טבעיים ומעשה ידי אדם, צימוד באמצעות עכבת קרקע ציבורית/התנגדות פנימית, הפרעות אלקטרומגנטיות והפרעות קרינה המתנהלות לאורך קו החשמל וכו'. נתיב ההפרעה למערכת האלקטרונית הוא: דרך ספק הכוח, דרך קו האות או כבל הבקרה, חדירת שדה, וישיר דרך האנטנה; באמצעות צימוד כבלים, הפרעות הולכה מציוד אחר; צימוד שדה פנימי של המערכת האלקטרונית; הפרעות קרינה מציוד אחר; צימוד חיצוני של ציוד אלקטרוני לשדות פנימיים; מערכות אנטנות משדר בפס רחב; שדות סביבתיים חיצוניים וכו'.
(3) סביבה אלקטרומגנטית
הסביבה האלקטרומגנטית היא תופעה אלקטרומגנטית משתנה בזמן, שככל הנראה אינה מעבירה מידע, ואשר עשויה להשתלב או לשלב עם אותות שימושיים.
(4) קרינה אלקטרומגנטית
קרינה אלקטרומגנטית היא התופעה שבה נפלטים גלים אלקטרומגנטיים ממקור לחלל. לעיתים ניתן להרחיב את משמעות המילה "קרינה אלקטרומגנטית" כך שתכלול את תופעת האינדוקציה האלקטרומגנטית. RFI/EMI יכול להקרין דרך פתחים, חורי אוורור, כניסות ויציאות, כבלים, חורי מדידה, משקופים, כיסויי פתחים, מגירות ופאנלים של כל סוג של מעטפת ציוד, כמו גם משטחי חיבור לא אידיאליים של המעטפת. ניתן להקרין RFI/EMI גם על ידי חוטים וכבלים הנכנסים לציוד רגיש, וכל רדיאטור טוב של אנרגיה אלקטרומגנטית יכול לשמש גם כמקלט טוב.
(5) דופק
דחף הוא גודל פיזיקלי שעובר שינוי פתאומי בפרק זמן קצר ולאחר מכן חוזר במהירות לערכה ההתחלתי.
(6) הפרעות במצב נפוץ והפרעות במצב דיפרנציאלי
ישנם שני סוגים של הפרעות על קו החשמל: הפרעות במצב נפוץ והפרעות במצב דיפרנציאלי. הפרעות במצב משותף קיימת בין כל הארקה יחסית של ספק הכוח או בין חוטים להארקה. הפרעות מצב נפוץ נקראות לפעמים גם הפרעות מצב אורך, הפרעות אסימטריות או הפרעות קרקע. זוהי ההפרעה בין המוליך נושא הזרם לבין כדור הארץ. הפרעות במצב דיפרנציאלי קיימת בין קו הפאזה לקו הנייטרלי של ספק הכוח ובין קו הפאזה לקו הפאזה. הפרעות מצב דיפרנציאלי נקראות גם הפרעות במצב רגיל, הפרעות במצב רוחבי או הפרעות סימטריות. זוהי הפרעה בין מוליכים נושאי זרם. הפרעות במצב נפוץ מצביעה על כך שההפרעה מחוברת למעגל על ידי קרינה או הצלבה, בעוד שהפרעות מצב דיפרנציאלי מצביעות על כך שההפרעה מקורה מאותו מעגל מתח. בדרך כלל שני סוגי הפרעות אלו קיימים בו זמנית. בשל חוסר האיזון של עכבת הקו, שני סוגי ההפרעות יהפכו זה לזה במהלך השידור, כך שהמצב מאוד מסובך. לאחר שידור ההפרעה למרחק רב, ההנחתה של רכיב המצב הדיפרנציאלי גדולה מזו של המצב המשותף, מכיוון שעכבת קו לקו שונה מעכבת קו לאדמה. מאותה סיבה, הפרעות במצב נפוץ יקרינו גם לחללים סמוכים במהלך שידור קו, אך מצב דיפרנציאלי לא, כך שהפרעות במצב נפוץ צפויות יותר לגרום להפרעות אלקטרומגנטיות מאשר מצב דיפרנציאלי. שיטות הפרעות שונות דורשות שיטות שונות של דיכוי הפרעות כדי להיות יעילות. דרך קלה לקבוע את שיטת ההפרעה היא להשתמש בבדיקה זרם. בדיקת הזרם מסתובבת סביב כל חוט בנפרד כדי לקבל את השראות של חוט בודד, ולאחר מכן לולאה סביב שני חוטים (שאחד מהם הוא הארקה) כדי לזהות את השראות. אם ערך האינדוקציה עולה, זרם ההפרעה בקו הוא מצב נפוץ; אחרת, זה מצב דיפרנציאלי.
(7) רמת חסינות ורמת רגישות
רמת חסינות מתייחסת לרמת ההפרעה המרבית כאשר הפרעה אלקטרומגנטית נתונה מוחלת על מכשיר, ציוד או מערכת מסוימים והיא עדיין יכולה לעבוד כרגיל ולשמור על רמת הביצועים הנדרשת. כלומר, ההתקן, הציוד או המערכת יציגו ביצועים מופחתים כאשר חריגה מרמה זו. רמת הרגישות, לעומת זאת, היא הרמה שבה רק מתחילה להתרחש ירידה בביצועים. לכן, עבור מכשיר, ציוד או מערכת מסוימים, רמת החסינות ורמת הרגישות זהים.
(8) שולי חסינות
מרווח חסינות מתייחס לאינטרפולציה בין ערך הגבול של רמת החסינות של ציוד, ציוד או מערכת לבין רמת התאימות האלקטרומגנטית.
