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In qualità di consulente EMC, valutare le prestazioni EMC di sistemi e macchine di grandi dimensioni è un compito comune. Nel corso degli anni, mi sono imbattuto in un'ampia gamma di apparecchiature, tra cui azionamenti a velocità variabile (VSD) ad alta potenza nelle fabbriche, apparecchiature specializzate installate su navi, apparecchiature per la lavorazione degli alimenti e molte altre. Con i progressi tecnologici, ora esistono sistemi ancora più grandi che richiedono una valutazione EMC in situ, come computer quantistici, macchine per la produzione additiva, apparecchiature per il riciclaggio dei rifiuti, generatori di energia rinnovabile, caricabatterie per veicoli elettrici ad alta potenza e altro ancora.

Sebbene testare le apparecchiature in una camera EMC accreditata sia l'ideale, potrebbe non essere un'opzione realistica per macchine di grandi dimensioni per diversi motivi. Innanzitutto, è necessaria una grande camera per ospitare queste macchine. In secondo luogo, mentre la camera viene caricata per l’uso, possono essere necessari giorni o addirittura settimane per installare la macchina in una camera e poi smontarla una volta completato il test. Infine, anche la logistica e i tempi di consegna per l’utilizzo della camera possono aumentare i costi e i tempi complessivi necessari per i test EMC di macchine di grandi dimensioni.

Fortunatamente, il percorso del Technical Construction File (TCF) per ottenere la conformità EMC è disponibile per tutti tranne coloro che producono prodotti di trasmissione per radiocomunicazioni. Le società di ingegneria, piuttosto che quelle che producono prodotti elettronici di serie, potrebbero ritenere il percorso TCF più conveniente rispetto al percorso di autocertificazione secondo gli standard. Per i prodotti molto grandi o quelli che vengono assemblati solo presso la sede del cliente, potrebbe essere comunque impossibile eseguire test secondo standard armonizzati. In questi casi, il percorso TCF può essere l'unica opzione fattibile per la conformità EMC. [1]

Tra i vari test EMC in situ che i produttori possono eseguire, il test delle emissioni radiate è uno dei più importanti in quanto dimostra che l'unità non interferisce con altre apparecchiature vicine attraverso le radiazioni elettromagnetiche. Tuttavia, le emissioni irradiate di una grande unità possono essere difficili da valutare in situ a causa di due fattori principali.

Il primo fattore è il rumore ambientale, che consiste in trasmettitori radiofonici e televisivi nelle vicinanze, dispositivi portatili come walkie-talkie, attrezzature e macchinari utilizzati durante la valutazione ed eventi ESD.

Il secondo fattore sono i riflessi causati dalle strutture metalliche, inclusi rack, armadi, scatole di giunzione, condotti e tubi. Se il test in situ non è progettato ed eseguito correttamente, può esserci una differenza significativa tra il test in camera e il test in situ, a volte fino a una differenza di 20 dB. Pertanto, è essenziale considerare attentamente e affrontare queste sfide durante i test in situ per garantire una valutazione accurata delle emissioni irradiate di un'unità.

Nel riferimento [2], Wyatt ha introdotto un approccio pratico in tre fasi per la valutazione delle emissioni irradiate in situ. L’approccio può essere così riassunto:

Questo approccio è teoricamente valido e può essere eseguito a un costo relativamente basso. La Figura 1 elenca alcune delle apparecchiature spesso coinvolte nell'esecuzione di misurazioni sia in campo vicino che in campo lontano. Questo articolo fornisce una spiegazione dettagliata di ogni fase dell'approccio per facilitare una comprensione approfondita e un'implementazione efficace del metodo per la valutazione delle emissioni irradiate in situ.

Figura 1: Strumenti di misurazione del campo vicino e lontano

In un'unità di grandi dimensioni possono essere presenti numerosi sottosistemi/moduli, ciascuno con le proprie caratteristiche EMC. Alcuni componenti sono sviluppati internamente. Pertanto, gli ingegneri/integratori di sistema conosceranno l'architettura elettrica ed elettronica (EEA) del sottosistema. Dal punto di vista EMC, dobbiamo sapere:

In un'unità di grandi dimensioni, è probabile che molti moduli siano parti COTS (commercial off-the-shelf), il che significa che gli integratori di sistema potrebbero non avere la conoscenza necessaria della progettazione interna di questi dispositivi. Le parti COTS possono essere fornite o meno con la relativa certificazione normativa (ad esempio CE, FCC, ecc.) ed è raro che siano accompagnate dai risultati dei test EMC.