Qual è l'interferenza elettromagnetica generata da un contattore DC?

Ehilà! In qualità di fornitore di contattori CC, ho ricevuto tantissime domande sulle interferenze elettromagnetiche (EMI) generate da questi eleganti dispositivi. Quindi, ho pensato di approfondire cosa sono le EMI, come vengono generate dai contattori CC e cosa possiamo fare al riguardo.

Cominciamo dalle basi. L'interferenza elettromagnetica è fondamentalmente qualsiasi tipo di rumore elettromagnetico che può disturbare il normale funzionamento dei dispositivi elettronici. Può provenire da tutta una serie di fonti, come linee elettriche, onde radio e persino altri dispositivi elettronici. Quando si tratta di contattori CC, le EMI vengono generate principalmente durante il processo di commutazione.

Un contattore CC è un tipo di interruttore elettrico utilizzato per controllare il flusso di potenza CC in un circuito. Funziona utilizzando un elettromagnete per aprire e chiudere una serie di contatti. Quando il contattore è eccitato, l'elettromagnete unisce i contatti, consentendo alla corrente di fluire attraverso il circuito. Quando il contattore è diseccitato, i contatti vengono rilasciati e il flusso di corrente si interrompe.

Ora, ecco dove entra in gioco l'EMI. Quando i contatti di un contattore CC si aprono o si chiudono, si verifica un improvviso cambiamento nella corrente e nella tensione nel circuito. Questo cambiamento improvviso crea un campo elettromagnetico ad alta frequenza, che può irradiarsi dal contattore e interferire con altri dispositivi elettronici nelle vicinanze.

Esistono due tipi principali di EMI generate dai contattori CC: EMI condotte ed EMI irradiate.

EMI condotta

L'EMI condotta è il tipo di interferenza elettromagnetica che viaggia lungo le linee di alimentazione e di segnale collegate al contattore. Quando i contatti si aprono o si chiudono, possono verificarsi picchi di tensione e picchi di corrente. Questi picchi e sovratensioni possono ripercorrere le linee di alimentazione e raggiungere altre parti dell'impianto elettrico, causando problemi ad altri dispositivi collegati alla stessa fonte di alimentazione.

Ad esempio, supponiamo di avere un contattore CC che controlla l'alimentazione di un motore. Quando il contattore commuta, i picchi di tensione possono viaggiare attraverso i cavi di alimentazione fino all'alimentatore e quindi ad altri componenti elettronici del sistema. Ciò può causare malfunzionamenti in cose come sensori, controller o altre apparecchiature elettroniche sensibili.

EMI irradiata

L'EMI irradiato, invece, è l'interferenza elettromagnetica che viene emessa nell'aria circostante sotto forma di onde elettromagnetiche. I campi elettromagnetici ad alta frequenza generati durante la commutazione del contattore possono fungere da antenna, emettendo onde elettromagnetiche che possono essere captate dai dispositivi elettronici vicini.

Ciò è particolarmente problematico negli ambienti in cui sono presenti numerosi dispositivi elettronici sensibili in prossimità del contattore CC. Ad esempio, in un pannello di controllo pieno di vari sensori, relè e microcontrollori, le EMI irradiate da un contattore CC possono causare la generazione di falsi segnali in questi dispositivi, con conseguente funzionamento errato.

Allora, cosa possiamo fare per ridurre le interferenze elettromagnetiche generate dai contattori DC? Bene, ci sono alcune strategie.

Un metodo comune consiste nell'utilizzare componenti di filtro. Condensatori e induttori possono essere installati nel circuito per attenuare i picchi di tensione e corrente. I condensatori possono immagazzinare e rilasciare energia elettrica, il che aiuta a ridurre la bruschezza delle variazioni di tensione. Gli induttori, invece, resistono alle variazioni di corrente, contribuendo a limitare i picchi di corrente.

Un altro approccio è la schermatura. Racchiudendo il contattore CC in uno schermo metallico, possiamo bloccare una quantità significativa di EMI irradiate. Lo schermo metallico funge da gabbia di Faraday, impedendo alle onde elettromagnetiche di fuoriuscire e interferire con altri dispositivi.

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Riferimenti

• Hayes, J. (2008). Manuale di compatibilità elettromagnetica. McGraw-Hill.
• Ott, HW (2009). Tecniche di riduzione del rumore nei sistemi elettronici. Wiley.
• Chang, F. (2012). Comprendere l'interferenza elettromagnetica. Casa Artech.