Intégration et câblage CEM d'un équipement

Objectifs

Les objectifs de la formation Intégration et câblage CEM d'un équipement :

Prendre en compte l'ensemble des paramètres clefs CEM lors du câblage et de la mise enoeuvre d'une machine industrielle

Le but de cette formation est de :
- Prendre connaissance des exigences réglementaire pour le marquage CE
- Apprendre à identifier les risques CEM de la machine
- Pouvoir identifier les principales sources de perturbation
- Savoir reconnaître et comprendre les mécanismes de couplage mis en jeu
- Maîtriser les méthodes de protection adaptées et leurs mises en œuvre industrielles
- Savoir adopter une démarche pour la résolution de problèmes CEM

Programme

Introduction

CEM d’un système industriel

Exemples de perturbations inter-systèmes

Évolution des électroniques

Caractérisation CEM des équipements

Détection d’enveloppe par une jonction

Marges de bruit en tension des logiques

Représentation d’un signal sinusoïdal

Enveloppe spectrale d’impulsions répétitives

Densité spectrale d’une impulsion

Réciprocité temps / fréquence

La CEM est un objectif fonctionnel

Marge de compatibilité

Utilisation des décibels

Électronique : rappels



Exigences CEM

Directive européenne CEM - Exigences essentielles

Documentation technique

Notice technique

Directive européenne CEM - Normes harmonisées

Exemple de déclaration UE de conformité

Marquage CE



Normes d’émission

Classification des matériels selon la CISPR

Perturbation à bande étroite

Perturbation à bande large

Principaux modes de détection

Mesure des perturbations conduites

Exemple de Cage de Faraday

CISPR 11 / EN 55011 : limites en rayonnement



Normes d’immunité

Principales normes fondamentales CEI 61000-4-X

Norme CEI  61000-4-2

Schéma du générateur  D.E.S. et forme d’onde

Exemple d’installation d’essai - matériel posé au sol

Essai CEI 61000-4-4 / NF EN 61000-4-4

EN  61000 - 4 - 4 : Mise en œuvre du test

Essai CEI 61000 - 4 -5 / NF  EN  61000 - 4 - 5

CEI  61000-4-5  / Forme d’onde

Essai 61000 - 4 - 6 / NF EN  61000 - 4 - 6

NF EN  61000 - 4 - 6 : mise en œuvre du test

Creux, coupures brèves et variations de tension

CEI  61000-4-3

61000-4-3 : Configuration d’essai

Immunité rayonnée en champ H



Perturbations conduites

Mode commun / Mode différentiel

Couplage par impédance commune dans un câble

Impédance des conducteurs cylindriques

Connexions de masse pour équipements

Impédance d’une tôle

Impédance d’un maillage

Équipotentialité de la masse

Couplage capacitif carte à masse

Diaphonie de Mode Différentiel

Atténuation par torsades

Diaphonie de mode commun

Réduction de la diaphonie par plan de masse

Cas de la sonorisation d’une salle

Résumé des perturbations conduites



Perturbations rayonnées

Qu’est-ce qu’un champ ?

Couplage entre les champs E et H

Impédance d’onde selon la distance

Couplage « champ magnétique à boucle »

Couplage « champ électrique à câbles »

Couplages en champ près d’un plan de masse

Résumé des perturbations rayonnées



Sources de perturbations

Champ rayonné par un émetteur

Propagation des champs

Appareils industriels H.F.

Décharges personnelles directes

Destruction d’un CI par manipulation

Le nuage de la foudre

La décharge de foudre négative

Valeurs typiques d’un choc de foudre

Niveaux de protection de la norme NF EN 62305

Niveaux kérauniques par départements

Élévation de potentiel du sol

Rayonnement d’un choc de foudre indirect

Rayonnement d’un transformateur

Interférences des électroniques numériques

Mode commun d’un pont hexaphasé à thyristors

Encoches de commutation

Les 5 types de perturbations en commutation

Variateur de vitesse

Surtension à la coupure des relais

Diode en parallèle inverse

Varistance en parallèle

RC en parallèle

Résumé des principales sources de perturbations



Terres

Courants de neutre, de PE et de terre

Mesure de résistance de terre

Les fonctions d’une terre

Terre

Résistivité des sols

Réseaux de terre

« Terre » informatique



Réseaux de masse

Masses : aspects réglementaires

Définition et effets de boucles de masse

Définition et effets des boucles entre masses

Boucles de masse des systèmes modernes

Masse en étoile = impédance commune !

Câblage en étoile = grande boucle de masse !

Maillage des conducteurs de masse

Exemple d’îlot : armoire

Armoire : détails (1)

Armoire : détails (2)

Eviter les terres séparées !

Eviter les terres isolées !

Exemple d’îlot : salle technique

Résumé des problèmes de masses



Câbles d’interconnexion

Câblage avec effet réducteur

Nouvelles règles de l’art

Composants d’isolement anti-mode commun BF

Détection d’enveloppe des optocoupleurs

Réjection de MC d’une liaison symétrique différentielle

Où raccorder le blindage des câbles ?

Câblage des capteurs très bas-niveaux

Exemples de mise en œuvre des câbles blindés

Raccordement des connecteurs blindés

Mise en œuvre de connecteurs RJ11 ou RJ45 blindés

Effet réducteur des chemins de câbles

Différents effets réducteurs

Facteur de blindage d’échelle de câbles

Utilisation des chemins de câble

Raccordement des chemins de câbles

Chemin de câbles en traversée de paroi

Classification des signaux

Règles de câblage

Résumé des problèmes de câbles



Limiteurs de surtensions et filtrage

Principaux parasurtenseurs

Classification des parafoudres BT

Paramètres des parafoudres BT

Protection contre les surtensions

Montage des parafoudres énergie / télécom

Parafoudres combinés Secteur + Téléphone

Différents filtres d’alimentation

Les 3 règles de montage des filtres secteurs

Filtrage du mode commun au châssis

Quel ferrite utiliser ?

Utilisation des manchons de ferrite

Résumé des protections et filtrages



Les lignes de transmission

Qu’est-ce qu’une ligne de transmission ?

Paramètres linéiques d’une ligne

Impédance caractéristique

Propagation dans une ligne sans perte

Lignes en impulsion : réflexion d’un front

Forme des signaux

Quand doit-on adapter une ligne ?



Écrans et blindages

Comment un blindage fonctionne-t-il ?

Pertes par réflexion

Pertes par absorption

Déflexion des lignes de champ magnétique

Difficultés de blindage

Quelques joints conducteurs

Couples électrochimiques

Traitement des pénétrations

Câblage interne

Résumé des écrans et blindages



Validation

Contrôle de la continuité de masse

Choix du générateur

Tests aux talkies walkies

Essai CEI 61000-4-4 / NF EN 61000-4-4

TER/S : Méthode d’injection sur site

Transitoires rapides sur site

Résumé des problèmes de validation



Remèdes

Panne EMC : Quels réflexes ?

Méthode de correction CEM sur site

Instrumentation spécifique

Pinces de courant BF

Utilisation de la pince H.F.

Sonde de Mœbius

Utilisation d’une sonde de Mœbius

Immunité : ordre de grandeur

Corrections d’erreurs CEM fréquentes

Résumé du chapitre remèdes



Conclusion

CEM des systèmes et Installations : Acronymes

Bibliographie CEM française

Quelques sites Internet intéressants