Compatibilitate electromagnetica

Traducere din limba germana a editiei a VI-a, 2011, revazuta si adaugita, Prof. dr. ing. Andrei Marinescu.


CUVANT INAINTE

Este pentru mine o reala satisfactie profesionala sa prezint cititorului din Romania cea de a doua editie a lucrarii „Compatibilitate Electromagnetica“ publicata de catre Editura AGIR si avand, ca autori, doi cunoscuti specialisti ai domeniului, d-nii Adolf Schwab si Wolfgang Kurner.

Aparuta in sase editii in Germania, lucrarea se bucura de o calduroasa primire din partea specialistilor, in intreaga comunitate stiintifica internationala a celor care lucreaza in domeniul Compatibilitatii Electromagnetice, nu numai datorita bogatiei de cunostinte prezentate, dar si prin modul unitar in care problemele acesteia sunt tratate si prezentate.

Oferind specialistului informatii si rezolvari rezultate din propria activitate a autorilor, lucrarea devine prin aceasta un autentic ghid in constructia unor sisteme sigure si fiabile care sa evite actiunea diversa a interferentelor electromagnetice si a cailor de producere si propagare a acestora. Meritul deosebit al lucrarii este acela ca, definind fenomenul si identificand sursele de perturbatii, face posibila o mai buna intelegere a fenomenului si, ca urmare a acestei cunoasteri, ofera solutii atat in plan teoretic (formalisme din teoria sistemelor, calculul ecranelor, teoria cuplajelor, definirea interferentelor electromagnetice), cat si in cel practic ingi- neresc (circuite de masurare si tehnologii specifice pentru masurarea emisiilor si imunitatii la perturbatii, elemente de proiectare pentru ecrane si mijloace de antiparazitare, proiectarea circuitelor imprimate, camere ecranate si absorbante).

Analizand, prin comparatie, tabla de materii a celei de a doua editii, care a aparut in Romania in 1996, cu editia a sasea a lucrarii, publicata in anul 2010 la Editura Springer din Germania, putem constata numeroase elemente noi care com- pleteaza si aduc la zi tot ceea ce a aparut semnificativ in domeniul Compatibilitatii Electromagnetice, de deosebita actualitate si interes practic ingineresc, pe care succint voi incerca sa le evidentiez.

Capitolul 1 - care in prima editie publicata in Romania trata problemele generale ale compatibilitatii - este completat cu cateva subcapitole de real interes, vizand nivelul limita de perturbatii pentru emisii si nivelul de incercare pentru imisii, precum si modul de atenuare a perturbatiilor.

Excelent tratat si cuprinzand toate sursele de perturbatii: de banda ingusta, de banda larga intermitente, tranzitorii de banda larga, capitolul 2 ramane neschimbat fata de cel abordat in prima editie, in timp ce capitolul 3, destinat mecanismelor de cuplaj si a masurilor antiperturbative, are suplimentar introdus un subcapitol abordand cuplajul prin radiatie, respectiv radiatia electromagnetica produsa de curentii de mod comun si de curentii de mod normal, cunoasterea lor permitand specialistului dezvoltarea unor solutii eficiente de atenuare a pertur- batiilor, posibilitatea de utilizare a unor metode numerice.

Deosebit de utila este pentru specialist amplificarea capitolului 5 - Ecrane electromagnetice - prin introducerea unui nou subcapitol destinat camerelor ecranate: camere absorbante si camere reverberante, precum si celulele de masurare TEM si GTEM.

O atentie deosebita este acordata de catre autori problemei masurarii emisiilor perturbatoare, care face obiectul capitolului 7, la care se adauga un nou subcapitol - deosebit de util pentru specialisti - acela al laboratoarelor pentru masurarea emisiilor perturbatoare radiate, dezvoltarea unor tipuri noi de antene: pentru campul electric E si magnetic H, sonde de camp, dispozitive de simetrizare pentru antene, automatizarea incercarilor CEM.

Eficienta componentelor destinate antiparazitarii este un nou subcapitol al capitolului 9, acela al atenuarii intrinseci a materialelor de ecranare, in cadrul caruia sunt prezentate celulele de masurare: TEM coaxiala, cu conductor interior de trecere si conductor interior sectionat, celula de masurare TEM dubla.

Lucrarea impresioneaza prin unitatea dintre aspectele teoretice ale Compatibilitatii Electromagnetice si solutiile practice date, apte sa ofere un raspuns la acestea, exemplificat prin subcapitolele noi introduse in aceasta editie si tratand montajele pentru antiparazitarea unor aparate inductive: electromagneti, motoare cu colector, constructia unor dulapuri utilizate in automatizari, aparatura medicala.

Standardizarea in Compatibilitatea Electromagnetica fiind deosebit de importanta in definirea celor mai eficiente solutii - atat la nivelul componentelor, cat si al sistemelor complexe - capitolul 12 al lucrarii este completat cu o serie de date privind standardele EN pentru compatibilitate, clasele de standarde utilizate.

Analizand aceasta lucrare - solida din punctul de vedere al constructiei si bogata din punctul de vedere al comunicarii unor date originale, cu un puternic impact teoretic si practic asupra dezvoltarii domeniului - sunt convins ca ea va fi primita cu mare interes de specialistul din Romania.

Autorii lucrarii - care se reediteaza in acest an la Editura AGIR si ajunsa la a doua editie in limba romana - sunt doi specialisti a caror activitate in domeniul compatibilitatii electromagnetice este cunoscuta si de colegii lor din Romania. Colaborarea stiintifica a profesorului Adolf Schwab cu presedintele Asociatiei de Compatibilitate Electromagnetica din Romania - prof. Andrei Marinescu, care a reusit si o excelenta traducere a lucrarii - a facut posibila editarea acestei lucrari in tara noastra, devenita deja, dupa prima editie publicata, o lucrare de referinta in domeniu.

Personal, legaturile mele stiintifice cu unul dintre autori - profesorul Adolf Schwab - s-au facut de la distanta, „in timp si spatiu“, lucrand si publicand in revistele de specialitate, la nivelul anilor 1965-1975, numeroase lucrari in domeniul descarcarilor partiale in dielectrici, profesorii Schwab, Kind, Konig, Bui Ai, Aurel Avramescu si subsemnatul fiind doar cativa dintre cei ale caror articole au circulat in comunitatea stiintifica, cunoscandu-ne si utilizand fiecare experientele obtinute de celalalt.

Prof. Adolf Schwab - membru de onoare al Academiei de Stiinte Tehnice din Romania - si dr. Wolfgang Kurner - un recunoscut consultant in domeniu din Germania - ofera cititorului din Romania o a doua editie a lucrarii „Compatibilitate Electromagnetica“ care, adusa la zi cu cele mai noi informatii stiintifice si experiente proprii, ramane o lucrare de real interes stiintific si de mare utilitate pentru un grup mare de specialisti. Decizia Editurii AGIR de a reedita aceasta valoroasa lucrare este meritorie si sunt convins ca lucrarea va suscita un interes deosebit in lumea stiintifica si inginereasca din Romania si va fi primita cu acelasi interes ca si cel pe care l-am intalnit la aparitia primei editii.

Prof. dr. ing. Florin Teodor TANASESCU 
Secretar General al Academiei de Stiinte Tehnice din Romania

PREFATA

Aceasta carte permite cercetatorilor, dezvoltatorilor, inginerilor si produca- torilor, de orice specialitate, o patrundere rapida in actuala tehnologie inter- disciplinara a compatibilitatii electromagnetice (CEM). Intr-un mod usor de citit si de inteles, cititorul obtine toate cunostintele de baza necesare pentru solutionarea rapida a problemelor practice referitoare la aparitia, propagarea si eliminarea cuplajelor electromagnetice nedorite. Acestea apar in practica sub forma de perturbatii radio, dispersii, zgomote provenite din reteaua de 50 Hz, bucle de pamantare, diafonii, descarcari electrostatice etc., in automatizari, tehnica infor- matiei, tehnica de comunicatie si tehnica de masurare, precum si in industria auto si aeronautica.

Proiectarea si dezvoltarea sistemelor electronice necesita cunostinte ama- nuntite despre sistemele destinate asigurarii compatibilitatii electromagnetice, despre mecanismele de interferenta, conditiile de mediu electromagnetic si despre domeniile de utilizare pentru care sunt destinate. Pentru a obtine un sistem sigur si fiabil, inca de la inceputul unei dezvoltari de produs, trebuie sa se ia in considerare cerintele referitoare la compatibilitatea electromagnetica. Acest lucru implica o intelegere clara a mediului de utilizare, cunoasterea interactiunilor interne si externe, o definire univoca a sistemului (cunoasterea normelor care se aplica) si o asigurare consecventa a compatibilitatii electromagnetice pe parcursul tuturor fazelor dezvoltarii (planul de control al compatibilitatii electromagnetice) pana la certificarea produsului (masurarea emisiilor si a imunitatii). Numai o tratare in ansamblu si de la bun inceput a compatibilitatii electromagnetice permite obtinerea unor solutii economice, reduce probabilitatea aparitiei ulterioare a interferentelor electromagnetice si minimizeaza durata de detectare si eliminare a defectelor.

Dupa o scurta introducere in problematica generala a CEM si prezentarea notiunilor importante, urmeaza o incursiune in natura diversa a interferentelor electromagnetice si a cailor de propagare ale acestora. Ea se incheie cu prezentarea formalismelor din teoria sistemelor pentru descrierea interferentelor electro- magnetice in domeniul frecventa prin spectre de linii si spectre ale densitatii de amplitudini, precum si o clasificare a diferitelor surse de perturbatii.

In continuare se prezinta o clasificare detaliata a diferitelor mecanisme de cuplaj, cu intentia de a evidentia pentru cititor atat caile de cuplaj parazite, deseori greu de recunoscut imediat, cat si identificarea mai simpla a surselor de perturbatii.

Un alt subiect important il constituie domeniul complex al calculelor referitoare la ecranele electromagnetice, care furnizeaza cititorului cunostintele de baza pentru o intelegere profunda a ecranarii electromagnetice. Cine are nevoie de o informare rapida poate sa treaca peste aceasta parte si sa se familiarizeze imediat cu mijloacele si masurile de antiparazitare, precum si cu solutiile practice ale acestor probleme.

Urmatoarele capitole permit cititorului sa devina repede un profesionist in: masurarea emisiilor si imunitatii la perturbatii, masurarea mijloacelor de anti- parazitare, proiectarea circuitelor imprimate din punct de vedere CEM si, in cele din urma, in ceea ce priveste efectul campului electromagnetic asupra organis- melor vii. Un capitol separat care se refera la activitatea complexa de standardizare a tehnicii de masurare si incercare pentru diferitele familii de produse completeaza lucrarea. O lista reprezentativa de publicatii pentru fiecare domeniu reprezentativ al CEM permite cititorului accesul rapid si aprofundat la problemele sale de interes.

Cartea, incepand cu prima sa editie din anul 1990, a fost completata in mod constant conform cu evolutia rapida a domeniului si, de la a cincia editie, este ingrijita de doi autori.

Editia a sasea a cartii a fost extinsa cu partea referitoare la protectia interna contra trasnetului. Aceasta completeaza problematica globala a CEM prin tratarea tehnicii de realizare a cladirilor rezistente la trasnet si a dispozitivelor de protectie specifice. Compatibilitatea electromagnetica a sistemelor complexe a fost extinsa in continuare. Datorita modificarilor aduse legislatiei CEM, a fost revizuit complet capitolul respectiv, care descrie cu claritate drumul catre produsele conforme CEM, prin diagrame si tabele explicite.

Ambii autori multumesc domnului Michael Kroeck pentru corectura textului si pentru aducerea numeroaselor imbunatatiri, cat si doamnei Sigrid Cuneus, de la editura Springer, pentru finalizarea si prezentarea grafica atractiva.

In interesul cititorilor editiei a saptea, autorii invita cititorii sa semnaleze eventualele greseli de tipar sau sa propuna imbunatatiri ale cartii, la adresele: a.schwab@ieee.org si wolfgang.kuerner@ieee.org.

Karlsruhe, Septembrie 2010

Adolf J. SchwabWolfgang Kurner