La compatibilità elettromagnetica (EMC) è un aspetto critico quando si tratta di armadi elettrici. In qualità di fornitore di armadi elettrici, comprendere e soddisfare i requisiti di compatibilità elettromagnetica non è solo essenziale per il corretto funzionamento degli armadi stessi, ma anche per garantire l'affidabilità complessiva dei sistemi elettrici in cui sono installati.
Cos'è la compatibilità elettromagnetica?
La compatibilità elettromagnetica si riferisce alla capacità di un dispositivo o sistema elettrico o elettronico di funzionare in modo soddisfacente nel suo ambiente elettromagnetico senza introdurre disturbi elettromagnetici intollerabili ad altri dispositivi o sistemi nello stesso ambiente. Nel contesto dei quadri elettrici, ciò significa che il quadro e i componenti al suo interno devono essere progettati e installati in modo tale da non generare eccessive interferenze elettromagnetiche (EMI) né essere sensibili alle EMI presenti nell'ambiente.
Sorgenti di interferenza elettromagnetica negli armadi di controllo
All'interno di un armadio di controllo esistono diverse fonti di interferenza elettromagnetica. Una delle fonti principali sono i dispositivi elettronici di potenza come azionamenti a frequenza variabile (VFD), gruppi di continuità (UPS) e alimentatori a commutazione. Questi dispositivi utilizzano tecniche di commutazione ad alta frequenza per convertire l'energia elettrica, che può generare quantità significative di rumore elettromagnetico.
Un'altra fonte importante sono i motori collegati al quadro elettrico. Quando un motore si avvia, si arresta o cambia velocità, si verificano improvvisi cambiamenti nella corrente che scorre attraverso i suoi avvolgimenti. Questi cambiamenti di corrente possono indurre campi elettromagnetici che possono causare interferenze nei circuiti vicini. Inoltre, i relè e i contattori utilizzati nell'armadio possono generare archi quando si aprono o si chiudono, che sono anche fonti di rumore elettromagnetico.
Requisiti EMC per armadi di controllo
Emissione condotta
L'emissione condotta si riferisce all'interferenza trasmessa attraverso le linee elettriche e i cavi di segnale. Gli armadi di controllo devono essere conformi agli standard pertinenti per limitare la quantità di emissioni condotte. Ad esempio, lo standard EN 55011 in Europa stabilisce i limiti per le emissioni condotte di apparecchiature industriali, scientifiche e mediche (ISM). Per soddisfare questi requisiti, i quadri elettrici utilizzano spesso filtri sugli ingressi e sulle uscite di potenza e di segnale. Questi filtri possono sopprimere il rumore ad alta frequenza e impedirne la diffusione attraverso la rete elettrica.
Emissione irradiata
L'emissione irradiata è l'interferenza elettromagnetica che viene irradiata nello spazio circostante. Gli armadi di controllo dovrebbero essere progettati per ridurre al minimo le emissioni irradiate. Ciò può essere ottenuto attraverso una corretta progettazione della custodia. L'armadio dovrebbe avere buone proprietà di schermatura per impedire la fuoriuscita di campi elettromagnetici. Un involucro ben progettato può essere realizzato con materiali conduttivi come acciaio o alluminio, che possono fungere da gabbia di Faraday per bloccare le onde elettromagnetiche irradiate. Inoltre, l'armadio deve essere dotato di un'adeguata messa a terra per fornire un percorso a bassa impedenza per le correnti elettromagnetiche.
Immunità alle interferenze elettromagnetiche
Gli armadi elettrici devono inoltre essere in grado di resistere alle interferenze elettromagnetiche presenti nel loro ambiente operativo. Ciò include l'immunità alle scariche elettrostatiche (ESD), ai campi elettromagnetici a radiofrequenza (RF), ai transitori elettrici veloci/burst (EFT/B) e alle sovratensioni. Standard come la serie IEC 61000 - 4 specificano i metodi di prova e i requisiti per valutare l'immunità delle apparecchiature elettriche ed elettroniche a questi tipi di interferenze.
Durante un test ESD, ad esempio, viene applicata una scarica elettrostatica ad alta tensione al quadro elettrico per simulare gli effetti di una scarica statica proveniente da un corpo umano. L'armadio dovrebbe essere in grado di continuare il suo normale funzionamento senza malfunzionamenti. Per migliorare l'immunità alle scariche elettrostatiche gli armadi possono essere dotati nei punti opportuni di dispositivi di protezione ESD come varistori o zener.
Soddisfare i requisiti EMC in diversi tipi di armadi di controllo
Armadio di controllo PLC
Armadio di controllo PLCè ampiamente utilizzato nei sistemi di automazione industriale. I PLC sono sensibili alle interferenze elettromagnetiche e il quadro elettrico che li ospita deve fornire un ambiente elettromagnetico adeguato. L'armadio deve essere dotato di messa a terra e schermatura adeguate per proteggere il PLC dalle interferenze elettromagnetiche esterne. Inoltre, l'alimentazione del PLC deve essere filtrata per rimuovere qualsiasi rumore condotto. Particolare attenzione dovrebbe essere prestata anche al cablaggio all'interno dell'armadio per ridurre al minimo l'accoppiamento cavo-cavo.
Armadio di controllo industriale
Armadio di controllo industrialeviene utilizzato in un'ampia gamma di applicazioni industriali, dagli impianti di produzione agli impianti di produzione di energia. In un ambiente industriale sono presenti molte fonti di interferenza elettromagnetica, come motori di grandi dimensioni, trasformatori di potenza e apparecchiature di saldatura. Gli armadi elettrici industriali devono essere altamente resistenti a queste interferenze. Spesso hanno sistemi di schermatura e messa a terra più robusti rispetto ad altri tipi di armadi. L'involucro deve essere accuratamente sigillato per impedire l'ingresso di campi elettromagnetici e i componenti all'interno devono essere disposti in modo da ridurre al minimo le interferenze reciproche.
Armadio di controllo esterno
Armadio di controllo esternodeve affrontare ulteriori sfide in termini di compatibilità elettromagnetica. Oltre alle normali fonti di disturbo, i mobili da esterno sono esposti a fenomeni elettromagnetici atmosferici come i fulmini. I fulmini possono indurre picchi di tensione molto elevati nelle linee elettriche e di comunicazione collegate all'armadio. Gli armadi elettrici per esterni devono essere dotati di dispositivi di protezione contro le sovratensioni per deviare a terra le sovratensioni indotte dai fulmini. L'armadio deve inoltre essere dotato di una buona messa a terra per garantire la sicurezza dell'apparecchiatura interna e impedire la diffusione di interferenze elettromagnetiche.
Importanza di soddisfare i requisiti EMC
Soddisfare i requisiti EMC per gli armadi elettrici è della massima importanza. Innanzitutto garantisce il corretto funzionamento delle apparecchiature all'interno dell'armadio. Le interferenze elettromagnetiche possono causare malfunzionamenti nei componenti elettronici sensibili, portando a segnali di controllo errati, errori di dati e persino guasti al sistema.
In secondo luogo, aiuta a rispettare gli standard e i regolamenti nazionali e internazionali pertinenti. Molti paesi hanno normative severe riguardo alla compatibilità elettromagnetica delle apparecchiature elettriche ed elettroniche. La mancata conformità può comportare problemi legali, richiami di prodotti e perdita di reputazione.
Infine, il rispetto dei requisiti EMC può migliorare l’affidabilità complessiva e la longevità dei sistemi elettrici. Riducendo al minimo gli effetti delle interferenze elettromagnetiche, i componenti all'interno del quadro elettrico hanno meno probabilità di essere danneggiati, riducendo i costi di manutenzione e i tempi di fermo del sistema.
Conclusione
In qualità di fornitore di quadri elettrici, è nostra responsabilità garantire che i nostri quadri elettrici soddisfino i severi requisiti di compatibilità elettromagnetica. Comprendendo le fonti di interferenza elettromagnetica, gli standard pertinenti e le tecniche di progettazione per migliorare la compatibilità elettromagnetica, siamo in grado di fornire armadi di controllo di alta qualità, affidabili e conformi.
Se avete bisogno di armadi elettrici che soddisfino i più elevati standard EMC, vi invitiamo a contattarci per discussioni sull'approvvigionamento. Il nostro team di esperti è pronto a fornirti soluzioni personalizzate in base alle tue specifiche esigenze.
Riferimenti
- Manuale di compatibilità elettromagnetica. A cura di Chris Paul. McGraw-Professionista della collina.
- Norme della serie IEC 61000 sulla compatibilità elettromagnetica. Commissione Elettrotecnica Internazionale.
- Norma EN 55011 sulle emissioni irradiate e condotte di apparecchiature industriali, scientifiche e mediche. Comitato Europeo per la Standardizzazione Elettrotecnica.