Thử nghiệm thực tế - Phần 7: Kiểm tra khả năng tương thích điện từ EMC
Trong quá trình phát triển các loại dây cáp điện, chúng tôi tiến hành kiểm tra nghiêm ngặt từng sản phẩm trong phòng thí nghiệm. Ở phần bảy – cũng là phần cuối của chuỗi bài viết – chúng tôi sẽ giới thiệu quy trình thử nghiệm EMC.
Tương thích điện từ (EMC) là gì?
Tương thích điện từ (EMC - Electromagnetic compatibility) là khả năng của một hệ thống điện hoạt động ổn định trong môi trường có nhiễu điện từ mà không gây ảnh hưởng đến các thiết bị hoặc linh kiện khác.
Cáp và dây dẫn không chỉ đơn thuần là môi trường truyền tín hiệu và năng lượng, mà còn có thể là nguồn gây nhiễu hoặc bị ảnh hưởng bởi nhiễu. Trong thực tế công nghiệp, nhiễu EMC xảy ra khá thường xuyên, đặc biệt trong các hệ thống sử dụng biến tần, động cơ hoặc hệ thống điều khiển.
Vì sao EMC là tiêu chí chất lượng quan trọng?
EMC là một chỉ số quan trọng đánh giá chất lượng trong công nghệ kết nối. Người sử dụng luôn cần đảm bảo rằng dây cáp không trở thành mắt xích yếu trong hệ thống. Do đó, việc sử dụng lớp chống nhiễu hiệu quả là yếu tố then chốt. HELU kiểm tra các đặc tính này tại trung tâm thử nghiệm hiện đại của mình, tập trung vào hai thông số chính: trở kháng truyền dẫn (transfer impedance) và độ suy giảm màn chắn (screening attenuation).
Trở kháng truyền dẫn
- Thể hiện khả năng của lớp chống nhiễu trong việc bảo vệ lõi dẫn khỏi dòng nhiễu tần số cao
- Đơn vị: milliohm trên mét (mΩ/m)
- Giá trị trở kháng càng thấp thì dây cáp có khả năng chống nhiễu càng tốt
Độ suy giảm màn chắn
- Thể hiện khả năng cáp chống lại trường điện từ bên ngoài
- Đơn vị: decibel (dB)
- Giá trị càng cao thì khả năng che chắn của dây cáp điện càng hiệu quả
Phương pháp thử nghiệm tại HELU
Đo trở kháng truyền dẫn
HELU thực hiện đo trở kháng truyền dẫn theo tiêu chuẩn EN 50289-1-6 và IEC 62153-4-3 bằng phương pháp triaxial (ba trục): Phương pháp này thực hiện bằng cách đưa một dòng nhiễu chuẩn hóa vào lớp màn chắn, đồng thời đo điện áp xuất hiện trên lõi dẫn bên trong. Nhờ đó, có thể xác định chính xác mức độ ảnh hưởng của trường điện từ bên ngoài lên bên trong cáp.
Đo độ suy giảm màn chắn
Trong khi đó, độ suy giảm màn chắn được đo theo nguyên lý ngược lại. Một tín hiệu thử tần số cao được cấp vào cáp, sau đó đo tín hiệu bức xạ ra bên ngoài bằng thiết bị đo chuyên dụng. Mối tương quan giữa tín hiệu đầu vào và tín hiệu phát xạ ra ngoài càng tốt (tức là tín hiệu rò rỉ càng thấp), thì hiệu quả chống nhiễu của lớp màn chắn càng cao.
Cả hai thông số trên phụ thuộc nhiều vào cấu trúc cáp, đặc biệt là:
- Loại lớp bện chống nhiễu (braided shield)
- Mức độ che phủ (coverage)
- Chất lượng vật liệu
Vì vậy, với các ứng dụng yêu cầu EMC cao, việc tham vấn chuyên gia là rất cần thiết. Ngoài ra, thiết kế cáp theo yêu cầu riêng cũng giúp giải quyết hiệu quả các thách thức về nhiễu điện từ.
Hỏi đáp cùng chuyên gia
Sai lầm phổ biến nhất về EMC khi thiết kế hệ thống cáp là gì?
Một trong những sai lầm thường gặp là không chú trọng đúng mức đến việc nối đất (earthing) và lớp chống nhiễu trong hệ thống. Trong nhiều trường hợp, người dùng lựa chọn cáp chống nhiễu chất lượng cao, nhưng lại nối đất không đúng kỹ thuật, khiến toàn bộ lợi ích về EMC gần như bị vô hiệu hóa.
Ngoài ra, các nguyên nhân phổ biến gây sự cố EMC còn bao gồm:
- Trộn lẫn đường tín hiệu và đường nguồn
- Lắp đặt cáp không đúng cách, đặc biệt là gần các nguồn gây nhiễu
Vì vậy, việc thiết kế cần được thực hiện một cách tổng thể và đồng bộ ngay từ đầu.
Nên chọn màn chắn toàn phần hay màn chắn bện?
Màn chắn toàn phần (full screening) – tức lớp chống nhiễu có bề mặt liên tục – mang lại khả năng bảo vệ tốt nhất đối với nhiễu ở tần số rất cao, do trở kháng truyền dẫn gần như bằng 0.
Tuy nhiên, với các ứng dụng chuyển động, loại này không phù hợp vì:
- Hoàn toàn kém linh hoạt
- Dễ bị gãy khi chịu uốn cong lặp lại
Vì vậy, kiểu màn chắn này chủ yếu chỉ được sử dụng trong các loại cáp anten lắp đặt cố định.
Trong khi đó, đối với các ứng dụng công nghiệp, một lớp chống nhiễu dạng bện (braided screen) được thiết kế tốt thường là đủ để đáp ứng yêu cầu. Các yếu tố quan trọng quyết định hiệu quả của lớp bện bao gồm: Góc bện (braid angle), độ che phủ (coverage), chất lượng vật liệu.
Thực tế cho thấy rằng: Không phải cứ càng nhiều là càng tốt, mà điều quan trọng là sự tối ưu và phối hợp giữa các thông số của lớp chống nhiễu.
Bạn có thể tìm thấy bài viết này cùng nhiều câu chuyện thú vị khác trong số mới nhất của tạp chí POWER #18. Hãy xem ngay!