Источник: 1996 Canadian Conference on Electrical and Computer Engineering Мау 26 - 29, 1996 The University of Calgary - 2500 University Dr. NW, Calgary, Alberta, CANADA Sponsored by IEEE Canada.
Перевод: Ковалёв В.В.
Показатели электромагнитной совместимости (ЭMC) являются действительными, как правило, для специфического типа вмешательства, например, постоянного или периодического. Однако, проблема оценки колебаний напряжения показала, что они были недостаточны и неточны. Было предложено базировать показатели на моделях влияния колебаний яркости освещения на людях [1,2]. Мы думаем, что другие показатели ЭMC в 21-ом столетии будут развиваться так же. В этой работе мы привели примеры, чтобы показать эффективность такого подхода.
С тех пор, как на электрические системы воздействуют последствия искажений ЭMC, а не параметров помех, оценка ЭMC должна быть основана на моделях влияний помех на электрические системы и людей. Модель объекта должна быть достаточно простой для практических заявлений, обладая основными свойствами объекта, такими как реакция, y(t), к помехе, u(t), и инерция. Модель должна включать следующие модули: модуль для извлечения помехи от входа обрабатываемой u(t), фильтр, который моделирует реакцию, модуль, который согласовывает реакцию объекта, и модуль для того, чтобы смоделировать инерцию. Так как процесс на продукции модуля отражает прямо или косвенно искажения ЭMC, изменения в его амплитуде - динамические показатели ЭMC.
Инерция объекта с инерционным постоянным T может быть легко смоделирована, используя инерционное сглаживание:
или скольжение, составляющее в среднем (осреднение на интервале):
на периоде q. Функции YT и Yq будут упоминаться как инерционная доза и совокупная доза, соответственно.
Если изменения помехи являются небольшими, тогда фильтр может линеаризоваться. Если средняя реакция является большой, тогда модуль 3 может быть опущен.
Стандарты ЭMC должны быть установлены на основе приемлемости реакции объекта на помеху. К этому обычно относится простой тип помехи, такой как постоянный, зная амплитуду помехи являются достаточными, или периодическими, зная, что частота также необходима. Однако это неизбежно поднимает проблему уравнивания сложных и простых типов помех. Очевидно, невозможно обойтись без использования модели ЭMC. Стандартный динамический показатель (стандартная доза, Y) определен и для простых и для сложных типов помех. Таким образом, подход моделирования позволяет обобщение используемых стандартов к любому типу помех.
Однозначные, точные и существенные оценки ЭMC достигнуты, когда структурная схема ЭMC стандартизирована, и у измерительных приборов есть та же самая структура, как и у модели. В настоящее время используемые стандарты для показателей ЭMC используются для калибровки. Несмотря на сложность устройств, оценки ЭMC становятся простыми, так как ценность показателей наблюдается непосредственно. Необходимо стандартизировать требования с точностью воспроизводства функций частоты и функций передачи образцовых модулей.
Динамические показатели для одного источника помех должны быть оценены опытным путем или теоретически. Показатели для ряда источников помех могут быть получены, используя методы теории вероятности. Использование динамических показателей может упростить вычисления.
Обычные показатели ЭMC главным образом связаны с особыми случаями периодических помех или отказов в форме синусоиды. Мы вводим систему более общих показателей:
- коэффициент формы синусоиды, отражающей дополнительное нагревание объектов с активной проводимостью;
- динамический коэффициент формы синусоиды, отражающей дополнительное нагревание объектов с емкостной проводимостью (конденсаторы, изоляция и т.д.);
- коэффициенты узкополосного нитрации, на которые моделирование помех влияет на объектах, которые чувствительны к узкополосным помехам близко к гармоническим частотам;
- доза энергии оценки формы синусоиды отклонения от синусоиды формирует по специфическому промежутку времени (например, более аккуратная продолжительность пульса).
В отличие от обычных показателей, наши являются инвариантными к виду помех и включают инерцию объектов.
У модели для активной проводимости есть только модуль 1 из извлечения искажений от синусоиды, модуль 3 и модуль 4 из совокупного осреднения. Стандарт для инерционного коэффициента формы синусоиды равен коэффициенту формы синусоиды, вычисленный от действующих напряжений гармоники.
Модель для емкостной проводимости должна также включать модуль 2, который моделирует поток в реальном конденсаторе. Стандарт для динамического коэффициента формы синусоиды установлен от приемлемой перегрузки конденсатора во время специфического промежутка времени, например, 30 % во время 3-5 мин. В случае периодических помех с v-гармоникой ультрафиолетовой амплитудой, это условие может быть выражено в относительных единицах как:
Это дает значение для динамического коэффициента формы синусоиды:
Колебания в освещении вызывают дополнительную усталость у людей, которая уменьшает их производительность и может привести к проблемам со здоровьем. Поэтому динамическая модель должна смоделировать усталость. Модель выполняет такой критерий очень хорошо. Его неудобство – это то, что полосно-пропускающие особенности фильтра не соответствуют экспериментальным данным при низких частотах. Чтобы избежать недооценки требований в частотах І 0.5 гц, постоянное значение для колебаний напряжения используется (0.514 % ).
Мы думаем, что причина - отсутствие рассмотрения медленной адаптации видения. Мы предложили включать в фликерметр модуль медленной адаптации, который является реальной отличительной единицей с выгодой 0.09 и константой времени 70с[3]. Этот дополнительный модуль удаляет упомянутый выше недостаток.
Кроме того, на основе экспериментов, выполненных вместе с В.М. Ковальчук, мы предлагаем оценить усталость, используя преобразование (2) в q =10 минут, как в [4]. Это позволяет упрощение модулей 4 и 5 в [1] и суммирование доз вспышки из нескольких источников помех.
Эксперименты по оценке продолжительности кумулятивной усталости были выполнены следующим образом. Добровольца попросили прочитать текст, который был соединен с датчиком перемещения. Голова добровольца была установлена так, чтобы добровольцу приходилось регулировать позицию корпуса, чтобы достигнуть лучших условий видения. Доброволец не осознавал, когда колебания напряжения были применены к освещению. Начальные части графа движения корпуса были подобны и без колебаний. Однако после того, как колебания были применены, амплитуда движений корпуса значительно возрастает.
Стандартизация, базируемая только на величине и частоте колебаний, дает различные результаты для помех различной природы или даже для вмешательства той же самой природы, но различных пропорций. Ошибка в оценке ЭMC, сравнивающейся с дозой вспышки, может быть существенной. Например, метод в [4] переоценки требования ЭMC 3.8-4.7 сгибами для группы металлопрокатных заводов.
1.Большинство существующих показателей ЭMC обеспечивают однозначный, точный и существенный подход ЭMC и оцениваются только для особых случаев постоянных или периодических помех.
2.Объективные показатели ЭMC установлены при моделировании влияний помех на электрические системы и людей. На практике структурные модели ЭMC должны быть разработаны как линейный блок, моделируя реакцию объекта на помеху и нелинейных последствиях оценки блока искажений ЭMC.
3. Рассмотрение инерции объекта позволит избежать переоценок требований для ЭMC, которые являются особенно существенными для стран с ограниченными ресурсами энергии.
4.В устройствах нового поколения для оценки ЭMC должна быть та же самая структурная схема, как соответствующая модель ЭMC. Это делает их универсальными и упрощает измерения в электрических системах.