Compatibilité ElectroMagnétique (CEM) Plan du cours Réduction des couplages et effet réducteur des masses

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1 Copatibilité ElectroMagnétique (CEM) Plan du cours Réduction des couplages et effet réducteur des asses 0. Rappel des 06 principaux couplages. Déduction des couplages 3. Repérage des équipeents 4. Disposition des équipeents 5. Disposition des câbles 6. Effets réducteur des asses 7. Forulation de l effets réducteur 8. Siplification de l effets réducteur 9. Conclusion 0. Références

2 Copatibilité ElectroMagnétique (CEM) Rappel des 06 principaux couplages 0 Electrocinétique (à travers le courant électrique I ) Couplage par ipédance coune (Conduction) Electrodynaique (à travers le chap électrique E) Couplage par diaphonie capacitive Couplage par chap à fil (rayonneent) Couplage carte à chassie (ionisation) Magnétodynaique, (à travers le chap agnétique B) Couplage par diaphonie inductive Couplage par chap à boucle (rayonneent) B. MAOUCHE

3 Copatibilité ElectroMagnétique (CEM) Réduction des couplages 03 Couplage par ipédance coune (voir l expression de la résistance R) : R l S Couplage par diaphonie capacitive (voir l expression de la capacité C ) C S d Couplage par diaphonie inductive (voir l expression de la l inductance de L ) L N S l B. MAOUCHE

4 Copatibilité ElectroMagnétique (CEM) Réduction des couplages 04 Couplage par chap à fil (voir effet d antenne) Couplage carte à chassie (ionisation) Couplage par chap à boucle (voir le flux agnétique et tension induite par la loi de Faraday) B. MAOUCHE

5 Copatibilité ElectroMagnétique (CEM) Repérage des équipeents 05 Analyser les constituants d une installation : Répertorier les perturbateurs potentiels et les trier par type de perturbations éises, Répertorier les atériels sensibles et déteriner leur niveau d iunité, Repérer les câbles «entrée» et «sortie» des aroires, Répartir ces câbles par classes en fonction des signaux véhiculés, Utiliser les docuents des constructeurs (puissance, tension d alientation, fore et fréquence des signaux, types de circuits, types de charges et la recoandations et prescriptions d utilisation relatives à la CEM.

6 Copatibilité ElectroMagnétique (CEM) Repérage des équipeents 06 Exeples des équipeents perturbateurs : Transforateurs d aroire Contacteurs, disjoncteurs, relais, fusibles Alientations à découpage Variateurs, servo-aplificateurs Horloges de icroprocesseurs Câbles raccordés à ces éléents Lignes d alientation (câbles de puissance) Exeples des équipeents sensibles : Autoates prograables PC Cartes électroniques Régulateurs Capteurs Câbles raccordés à ces éléents liés à des détecteurs, capteurs, Câbles des signaux analogiques

7 Copatibilité ElectroMagnétique (CEM) Disposition des équipeents 07 Conception générale d une aroire Créer 4 groupes en distinguant (coande et puissance) et (basse et haute fréquences) Les placer en 4 zones distinctes séparées de plus de 30 c ou par une tôle ise à asse en plusieurs points. Eviter les éclairages par lapes fluorescentes ou tubes à décharges (haroniques) Définir et réaliser un plan de asse de référence non peint au fond d aroire. Relier cette aroire au réseau de asse de l équipeent.

8 Copatibilité ElectroMagnétique (CEM) Disposition des équipeents 08 Classe (Sensible) Coande Haute fréquence Classe 3 (Peu perturbateur) Puissance Basse fréquence Classe (Peu sensible) Coande Basse fréquence Classe 4 (Perturbateur) Puissance Haute fréquence

9 Copatibilité ElectroMagnétique (CEM) Disposition des câbles 09 Câbles des aroires Créer 4 chein de câbles en distinguant (coande et puissance) et (basse et haute fréquences) Router les câbles séparéent par classes dès l entrée de l aroire en utilisant des goulottes étalliques distinctes ise à la asse ou à défaut des goulottes, les éloignés de plus de 30c. Ne jaais faire cohabiter des signaux de classes «sensibles» et «perturbateurs» dans un êe câble ou toron de conducteur. Faire croiser à angle droit les câbles de classes différentes. Plaquer tous les câbles sur le plan de asse Relier les câbles de asse (PE) au réseau de asse de l aroire.

10 Copatibilité ElectroMagnétique (CEM) Disposition des câbles 0

11 Copatibilité ElectroMagnétique (CEM) Disposition des câbles

12 Copatibilité ElectroMagnétique (CEM) Effets réducteur Définitions : On appelle effet réducteur l effet des structures de asse qui réduit les couplages de ode coun sur les câbles signaux souis à des perturbations de hautes fréquences. Autreent dit, c est le rapport de la tension (ou courant) du ode coun esurée aux extréités du conducteur de asse en présence du câble signal sur la êe tension (ou courant) en absence du câble signal. En plus de l effet réducteur s ajoute l effet de aillage des asses. L effet réducteur en tension n a pas d unité et ne dépend pas des longueurs des câbles, ais seuleent de la géoétrie du câble victie par rapport à celle du câble de asse.

13 Copatibilité ElectroMagnétique (CEM) Forulation de l effets réducteur 3 Lors d une perturbation électroagnétique E ou B, un courant I est induit dans le réseau de asse (courants de Foucault). Ce courant I génère un chap agnétique H qui s oppose au courant I. Un câble installé très près de la asse est souis à la fois à la perturbation électroagnétique E ou B qu au chap agnétique H généré par le courant I dans le conducteur de asse. La soe de la perturbation E, et de son effet (chap H) est une perturbation résultante réduite.

14 Copatibilité ElectroMagnétique (CEM) Forulation de l effets réducteur 4 L effet réducteur peut être odélisé par une inductance utuelle M entre le câble signal (victie) et le plan de asse. M U c Rappel : Le rapport de la L v R v tension (ou courant) du ode L v Victie coun esurée aux extréités du conducteur de asse en présence du câble L R Masse signal sur la êe tension (ou courant) en absence du câble signal. U U c 0 R jl jm R jl R j L M R jl

15 Copatibilité ElectroMagnétique (CEM) Siplification de l effets réducteur 5 La résistance de asse R et l inductance de fuite L se coporte coe une ipédance coune Z c = R + jl. Cette ipédance diinue l effet réducteur car un courant I c provoque une tension U= Z c I c vue par le câble victie. Pour que l effet réducteur soit grand, il faut que la réactance utuelle jm soit grande devant l ipédance Z c. En continu, l effet réducteur est nul car l inductance utuelle n a aucun effet (U 0 =U c ). En HF, l influence de R devient négligeable devant jm et jl et le rapport devient : U U c 0 L M L L efficacité de l effet réducteur est iportante si ce rapport est grand. L inductance Lv et la résistance Rv n interviennent pas dans l effet réducteur.

16 Copatibilité ElectroMagnétique (CEM) Conclusion 6 U U c 0 M L On sait qu un plan de asse présente une résistance et une inductance propre très faibles [(R <<) et (L <<)] du fait de sa grande section. Dans ce cas l effet réducteur est axial. Donc, il faut absoluent coller les câbles sensibles contre le plan de asse. Pour aéliorer l effet réducteur, on joue sur deux paraètres (L et M) : Augenter M entre le câble victie et le conducteur de asse. Réduire l inductance de propre L du conducteur de asse. On peut augenter M en ettant un tore en ferrite autour de tous les conducteurs. La réduction de L s'obtient avec une réseau de asses dense ou une asse plus enveloppante (goulotte, blindage du câble), cela peret d atteindre un facteur réducteur de plusieurs centaines en HF. L effet réducteur est souvent évalué en db.

17 Conclusion Copatibilité ElectroMagnétique (CEM) 6 c c 0 c j j R L j R M L j jl R M L j R U U c c L R M L R avec Uc c c c c db db 0log 0log 0log Uv Uc ER ) ( F ) ( F 0log 0log ER db db c c db c db c db 0log F et 0log F

18 F db 0log c Copatibilité ElectroMagnétique (CEM) Exeple - suite 6 Pour x << H db 0Log 0 Pour x >> H db 0Log c 0dB F F c H db 0 0c H db 0 db c c 0 c 0 c

19 Copatibilité ElectroMagnétique (CEM) Référence et Reercieent 7. J. Unger «Introduction à la copatibilité Electroagnétique», Haute Ecole d Ingénierie et de gestion du Canton de Vaud (heigvd), Suisse.. Alain Charoy «Copatibilité électroagnétique» èe édition; Dunod ISBN Merci de votre attention!