Phänomene der Elektromagnetischen Verträglichkeit

In der Definition für Elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) wird gefordert, dass ein Gerät in seiner elektromagnetischen Umgebung zufriedenstellend funktionieren muss; beschrieben wird diese Umgebung durch eine Vielzahl physikalischer Phänomene, die sich in zwei Gruppen teilen lassen und von denen nur die Wichtigsten genannt werden:

Transiente (vorübergehende) Störungen, dazu gehören: 

  • Entladung elektrostatischer Elektrizität (electrostatic discharge, ESD), ist ein hochdynamischer Vorgang, bei dem Entladungen von Menschen und Maschinen auf elektronische Systeme ursächlich sind. Hierbei treten Ströme von einigen 10 A bei Anstiegszeiten von weniger als einer Nanosekunde auf, die Pulsdauer beträgt einige 10 ns. Mit Halbleitern bestückte Schaltungen reagieren häufig sehr empfindlich auf diese Störung; auch Spätfolgen – u.U. Monate nach einer Einwirkung- sind möglich.
  • EFT (electrical fast transient) auch Burst genannt, resultiert aus einem Schaltvorgang eines mechanischen Kontaktes, bei dem durch wiederholte Zündung eines Lichtbogens, erkennbar am „Funken“ , ein steilflankiges Impulspaket relativ niedriger Wiederholfrequenz  (im kHz – Bereich) entsteht. Besonders Digitalschaltungen reagieren häufig auf die Einkopplung einer solchen Störung, da die Einzelpulse problemlos von dieser zu verarbeiten sind
  • Stoßspannungen (Surge) haben ihre Ursache in Schalthandlungen (SEMP- switching electromagnetic pulse), die bei Netz- um – und -abschaltungen entstehen können. Auch Blitzeinschläge (LEMP- lightning electromagnetic pulse) können derartige Störungen verursachen. Im Gegensatz zur EFT steht hier ein hoher Energieinhalt der Störgröße (bis zu einigen Ws) an; Zerstörungen sind hier meistens die Folge.
  • Die in elektrischen Anlagen fließenden (Kurzschluss-) Ströme sind von sehr starken Magnetfeldern umgeben, die sensitive Systeme- z.B. Monitore, Sensoren u.a.- beeinflussen.
  • Netzausfälle von Bruchteilen einer Periode bis zu längeren Unterbrechungen sind ebenfalls gelegentlich auftretende Erscheinungen.

Die Dauerstörungen (cw – continuous waves)

werden hauptsächlich durch

  • Sendeanlagen (hochfrequente Signale) , Oberschwingungen und Zwischenharmonische sowie durch Spannungsschwankungen repräsentiert. Letztere können sich beispielsweise bei entsprechender Frequenz und Amplitude sehr unangenehm als Flimmern in Lampen („Flicker“) bemerkbar machen. Ursächlich dafür sind periodisch geschaltete große elektrische Lasten, die im Versorgungsnetz für entsprechende Spannungsfälle sorgen.
  • Sendeanlagen (RF/TV- Sender ; Mobilfunk, Handfunkgeräte , industrielle HF – Generatoren, Radaranlagen) arbeiten häufig mit hohen Leistungen und daraus resultierend, hohen elektrischen Feldstärken wobei die Modulation des Trägers eine Steigerung des Störvermögens darstellt.
  • Oberschwingungen haben ihre Ursache in nichtsinusförmiger Stromaufnahme vieler mit Gleichrichtern und Glättungseinrichtungen ausgerüsteter Geräte, während Zwischenharmonische hauptsächlich durch die Verwendung der Rundsteuertechnik (Messung und Steuerung) entstehen.

In besonderen Umgebungen – wie z.B. Fahrzeugen-  treten zusätzliche Effekte auf, wenn beispielsweise  bei voll erregtem Generator durch Kontaktprobleme der Bordakku vom Netz getrennt wird und die gesamte Energie im verbleibenden System umgesetzt werden muss (load dump).

Die genannten Phänomene sind in der Vergangenheit sehr sorgfältig hinsichtlich ihrer Parameter erforscht worden und haben anschließend die Grundlage für die entsprechenden (Störfestigkeits-) Prüfvorschriften gebildet.

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