Kytkentäverkko M1

Abstract

Opinnäytetyön tarkoituksena oli suunnitella ja rakentaa johtuvan häiriön siedon testauksessa käytettävä kytkentäverkko. Työn tilaaja oli Savonia-ammattikorkeakoulun EMC-laboratorio. EMC-laboratorio tarjoaa yrityksille sähkölaitteiden häiriön siedon testauksia ja päästömittauksia. Työssä perehdyttiin EMC-ilmiöihin, -teoriaan, -testausmenetelmiin ja niihin liittyviin standardeihin.

Johtuvan häiriön siedon testauksissa käytetään apulaitteina kytkentäverkkoja. Kytkentäverkoilla mahdollistetaan häiriösignaalin syöttäminen testissä olevalle laitteelle, tuotetaan vakaa impedanssiarvo sekä erotetaan häiriösignaalin kulku apulaitteistolle tai sähkönjakeluverkkoon. Kytkentäverkon malliksi tuli M1, jonka sisällä kulkee vain suojamaajohdin. Kytkentäverkon M1 taajuusalue on 150 kHz – 230 MHz.

Työssä suunniteltiin ja rakennettiin ensiksi prototyyppi vastaamaan vaadittuja ominaisuuksia. Kytkentäverkon sisälle rakennettiin vastusverkko, jonka avulla muodostetaan vaaditut impedanssiarvot. Lisäksi kotelon sisälle rakennettiin ferriittiketju, jolla estetään häiriösignaalin kulkeutuminen apulaitteistolle. Kytkentäverkkojen mittauksissa käytettiin piirianalysaattoria, jonka avulla saatiin mitattua S-parametrit eli impedanssit ja vaimennukset. Toimivan prototyypin jälkeen rakennettiin lopullinen kytkentäverkko.

Tuloksena saatiin toimiva ja vaaditut standardiarvot täyttävä kytkentäverkko. Työssä perehdyttiin kytkentäverkkoihin laajalti, mikä mahdollistaa erilaisten kytkentäverkkojen suunnittelun ja rakentamisen myös tulevaisuudessa.

The purpose of this thesis was to design and build a coupling and decoupling network (CDN) for conducted immunity tests. The device was designed for the EMC laboratory which is part of Savonia University of Applied Sciences. The EMC laboratory offers electromagnetic immunity and electromagnetic emission tests for electrical equipment. The focus of this thesis was on EMC phenomena, theory, test sets ups and the related standards.

Coupling and decoupling networks are used as auxiliary equipment in tests of conducted immunity. A disturbance signal to the equipment under test, a steady and permissible impedance value and decoupling of disturbance signal to the auxiliary equipment or electric distribution network are made possible by CDNs. The model of this CDN was M1 which includes only a protective earth lead. The frequency range of M1 is 150 kHz – 230 MHz.

At first a prototype which meets all the required properties was designed and built. The common mode impedance is formed by the sum of the resistors inside the CDN. A ferrite chain which blocks the disturbing signal going to the auxiliary equipment was also made inside the CDN. S-parameters i.e. impedances and attenuations were measured by a network analyzer. The final CDN was made after there was a correctly working prototype.

The result of this thesis was a correctly working coupling and decoupling network M1. The gained knowledge will help the building of different kinds of CDNs in the future.