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Elektromagnetische Verträglichkeit - EMV


  
Was ist Elektromagnetische Verträglichkeit?
Kopplungsmechanismen
Begriffe und Definitionen
Gesetze und Normen
Grenzwerte und Schutzmaßnahmen
Messdurchführung und Auswertung
Referenzen
Galerie
Mitarbeiter
Kontakt


Was ist Elektromagnetische Verträglichkeit?
Die Elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) gewinnt auch in der heutigen Zeit noch an Bedeutung. Viele Forschungseinrichtungen und EMV Messlabore beschäftigen sich damit. Bedingt durch den technischen Fortschritt ist in immer mehr Geräten Mikroelektronik, elektronische Bauelemente, Leiterplatten, hochgetaktete Prozessoren usw. enthalten. All diese Bauteile erzeugen bzw. sind auch anfällig gegenüber elektromagnetischen Einflüssen. Die ständige Zunahme dieser Störquellen bedingt auch eine höhere Wahrscheinlichkeit in einem anderen Gerät eine Störung hervorzurufen. Vom Prinzip her ist jede Störquelle auch gleichzeitig ein Störempfänger (Störsenke).

Störquelle
  • Gewitter Blitze (Lightning Elektromagnetic Pulse)
  • Entladung statischer Elektrizität, z.B. Berührung Türklinke, Autokarrosserie (Elekctrostatic Discharge)
  • Tragbare elektronische Geräte, z.B. Laptop, CD Player
  • schnelle Schalthandlungen am Leistungschalter
  • Elektromotoren, Phasenanschnittsteuerungen, Wechselrichter, Energiesparlampen, Leuchtstofflampen
  • Sendeanlagen wie Mobilfunk, schnurlos Telefon und Radiosender
Störsenken
  • Funkempfänger wie Fersehgerät, Radio, schnurlos Telefon
  • Mess-, Steuer- und Reglungstechnik
  • Allgemeine Unterhaltungselektronik
  • Herz- und Hirnschrittmacher, sowie allgemeine medizinische Geräte
Die Störquellen können nicht nur zu unerwünschten akustischen und optischen Beeinträchtigungen im Funkbereich und der Kommunikation führen, sondern auch zu besonders schweren ökonomischen Verlusten und zu lebensgefährlichen Situationen kommen. Aus diesen Gründen wurde es immer wichtiger bestimmte Regeln, Gesetze und Grenzwerte für EMV festzulegen.
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Kopplungsmechanismen
Störungen können ausgehend von der Störquelle über verschiedene Kopplungsmechanismen in die Störsenke eingekoppelt werden. Man unterscheidet dabei:
  • Induktive,
  • Kapazitive,
  • Galvanische,
  • Hochfrequente
Koppelmechanismen. Je nachdem wie die Störeinkopplung erfolgt, können verschiedene Maßnahmen ergriffen werden.
Nicht immer sind die Kopplungswege zwischen Quelle und Senke eindeutig zu bestimmen, so das viel Erfahrung des Geräteentwickler notwendig ist um die EMV Probleme rechtzeitig zu erkennen und spätere Kosten zu vermeiden. Mit unserem zur Verfügung stehenden Equipment und vor allem unseren speziell auf diesem Gebiet geschulten Fachpersonal können wir Ihnen schon im Vorfeld Ihrer Entwicklung bzw. bei Problemen und Fragen gezielt weiterhelfen.
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Begriffe und Definitionen
Nach DIN 57870 VDE 0870 Teil1 vom Juli 1984 - Elektromagnetische Beeinflussung:

Elektromagnetische Verträglichkeit:
Die Fähigkeit einer elektrischen Einrichtung, in ihrer elektromagnetischen Umgebung zufriedenstellend zu funktionieren, ohne diese Umgebung, zu der auch andere Einrichtungen gehören, unzulässig zu beeinflussen.

Störgröße:
Elektromagnetische Größe, die in einer elektrischen Einrichtung eine unerwünschte Beeinflussung hervorrufen kann.

Störquelle:
Ursprung von Störgrößen

Störaussendung:
Von Störquellen abgegebene Störgrößen

Störsenke:
Elektrische Einrichtung, deren Funktion durch Störgrößen beeinflusst werden kann.

Störfestigkeit:
Fähigkeit einer elektrischen Einrichtung, Störgrößen bestimmter Höhe ohne Fehlfunktion zu ertragen.

Störschwelle:
Kleinster Wert einer Störgröße, der in einer Störsenke eine Fehlfunktion bewirkt.

Störsicherheit (Störsicherheitsabstand):
Logarithmiertes Verhältnis der Beträge von Störschwelle und Störgröße am Ort der Einwirkung.

Kopplung:
Wechselwirkung zwischen Stromkreisen. Bei der Energie von einem Stromkreis auf einen anderen übertragen werden kann.

Funktionsstörung:
Unerwünschte Beeinträchtigung der Funktion einer Einrichtung.

Funktionsminderung:
Beeinträchtigung der Funktion, die zwar nicht vernachlässigbar ist, aber als zulässig akzeptiert wird.

Fehlfunktion:
Unzulässige Beeinträchtigung der Funktion einer Einrichtung. Die Fehlfunktion endet mit dem Abklingen der Störgröße.

Funktionsausfall:
Beeinträchtigung der Funktion einer Einrichtung, die nicht mehr zulässig ist. Die Fehlfunktion bleibt auch nach Abklingen der Störgröße bestehen und kann nur durch technische Maßnahmen behoben werden.

Zerstörfestigkeit (nicht in VDE):
Überschreiten der Zerstörfestigkeit führt zur teilweisen oder vollständigen Zerstörung, irreversible Funktionsstörung.
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Gesetze und Normen
Richtlinie 2004/108/EG bzw. EMV Richtlinie 89/336/EWG
Die "Richtlinie 2004/108/EG über die elektromagnetische Verträglichkeit" ist eine Vorschrift der Europäischen Gemeinschaft, die vorgibt in welcher Weise die Elektromagnetische Verträglichkeit von elektrisch betriebenen Geräten in den Mitgliedsländern der EU beschaffen sein soll. Sie soll den Abbau von Handelshemmnissen und zur Belebung des Binnenmarktes dienen soll. Diese Richtlinie wird von den einzelnen Mitgliedsstaaten in nationales Recht umgewandelt. Die Umsetzung dieser neuen Richtlinie ist in Deutschland mit dem "Gesetz über die elektromagnetische Verträglichkeit von Betriebsmitteln (EMVG)" vom 26. Februar 2008 erfolgt, das mit seiner Verkündung in Kraft getreten ist. Sinn dieser Verordnung ist, das alle in den Handel kommenden Geräte und Einrichtungen bezüglich ihrer EMV die entsprechenden Normen einhalten müssen. Somit wird eine begrenzte Störaussendung festgelegt und eine Störfestigkeit elektrotechnischer Geräte verbindlich vorgegeben.
Eine Liste mit den angebotenen Leistungen kann hier eingesehen werden.
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Grenzwerte und Schutzmaßnahmen

Grenzwerte
Die bereits genannten Normen zeigen die Komplexität und Vielfalt der zur Anwendung kommenden Normen. Die Grenzwerte für EMV gelten sowohl für die Störausstrahlung als auch für die Störfestigkeit der Geräte. In entsprechenden Europäischen Normen und den nationalen VDE Vorschriften sind diese Grenzwerte für den entsprechenden Einsatzfall festgelegt. Bereits hier wird ersichtlich, das es sich kaum ein kleines oder mittelständisches Unternehmen leisten kann eigene EMV Prüfungen durchzuführen.

Schutzmaßnahmen
Wie aus der Abbildung unter Kopplungsmechanismenzu entnehment ist, können Maßnahmen zur Verbesserung der EMV an der Störquelle, am Kopplungspfad und an der Senke durchgeführt werden. Ein Reduzieren der Störpegel am Sender beginnt bereits beim Entwurf des Leiterplattenlayout, beim Anordnen der Bauelemente, bei der Ausführung der Schirmung usw.
Eine Beeinflussung der Ausbreitung am Kopplungspfad kann z.B. durch eine galvanische Trennung der Stromkreise, optoelektronische Trennung, Verwendung von geschirmten Leitungen, großflächige Masseverbindungen, Verwendung magnetischer Schirmmaterialien, speziellen Netzfiltern usw. erfolgen.
Letztendlich kann auch an der Senke eine bessere Störfestigkeit erreicht werden.
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Messdurchführung und Auswertung

Für EMV Prüfungen bieten sich in Abhängigkeit vom Prüfobjekt mehrere Möglichkeiten an.
Für kleine und transportable Geräte, Leiterplatten usw. führen wir leitungsgebundene und nichtleitungsgebundene Prüfungen in entsprechenden EMV Messkabinen bzw. EMV Messzellen in unserem Haus durch. Für Messungen an größeren stationären Geräten und Anlagen, in Energieverteilungsanlagen, in medizinischen Einrichtungen usw. kommen wir mit der entsprechenden Messtechnik zu Ihnen vor Ort.
Vor der Messung werden in einem gemeinsamen Gespräch mit Ihnen die Messdurchführung und der entstehende Aufwand besprochen, wobei wir auch die entsprechenden Normen erläutern. Mit der Übergabe der Messwerte erfolgt eine detaillierte Auswertung mit Ihnen gemeinsam. Je nach Ergebnis können wir Ihnen Lösungsvorschläge unterbreiten und nach Änderungen an Ihren Geräte weitere Prüfungen durchführen. Bei zeitlich überschaubaren Messungen können Sie die gesamte Prüfung mit begleiten und Ihre Fragen zum Ablauf und Ergebnis stellen.

Hinweis
Die von uns angebotenen Messungen im Bereich der EMV ersetzen nicht die Prüfung Ihres Gerätes durch ein akkreditiertes EMV Labor, sondern dienen lediglich für Voruntersuchungen und entwicklungsbegleitend.
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Referenzen
  • Vattenfall (UW Pulgar E- und H-Feldmessung)
  • Landespolizeischule Dommitzsch (EMV Beratung)
  • EMV Messungen für Fa. Roland Pechan GmbH, Machern
  • Ultraschalltechnik Meinhard, Leipzig
  • Feldmessung Universität Leipzig
  • Feldmessung im UW Peitz enviaM
  • EEG Raum Psychosoziales Zentrum der Universität Leipzig
  • Stadt Leipzig Neues Rathaus Haupteinspeisung, Leipzig
  • Ollendorf Mess-Systeme (EMV-Messungen und Beratung)
  • IEQualize (EMV-Messungen)
  • Deutsche Telekom AG, T-Laboratories (Antennenmessungen)
  • Berufsgenossenschaft Elektro Textil Energie Medien
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Galerie
  
EMV Kabine mit Prüfobjekt

  
EMV Messzelle mit Prüfobjekt (Leiterplatte)

  
E-Feldmessung 380kV Umspannwerk  

  
NF Messsystem Magnetfeldsonde

  
EMV Messempfänger  

  
Leiterplattenprüfung

  
Absorberkammer zur gestrahlten Störaussendungs-
und Störfestigkeitsprüfung
  

  
Prüfung der Störfestigkeit gegen elektrostatische Entladungen (PC als Prüfling)

  
Prüfplatz zur Prüfung der Störfestigkeit gegen Burst, Surge und Netzspannungsunterbruch  

 
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Mitarbeiter

Prof. Dr.-Ing. Karl Friedrich Eichhorn   M.Sc. Sven Hille
Prof. Dr.-Ing. Detlef Schlayer   M.Eng Carsten Rabe
Prof. Dr.-Ing. Gerd Valtin   M.Sc. Christian Rückerl


Kontakt

Forschungs- und Transferzentrum Leipzig e.V.
EMV-Zentrum Leipzig
Carsten Rabe
Postfach 30 11 66
04251 Leipzig

Telefon: +49 341 3062-237
E-Mail: emv@ftz-leipzig.de