Проблема электромагнитной совместимости устройств энергетической электроники

Для радиоэлектронных средств специального применения следует учитывать определённую вероятность наличия преднамеренных мощных сверхширокополосных электромагнитных воздействий. Это ставит перед разработчиками аппаратуры еще более сложные задачи по ее защите. В концепции ЭМС выделяются источники и рецепторы помех, а также среда распространения помех от источника к рецептору. Электромагнитной помехой может являться практически любое электромагнитное явление в рамках широкого диапазона частот. Источник помеховых электромагнитных возмущений может располагаться вне рассматриваемой электронной системы, но он также может располагаться и внутри этой системы. В данном случае одна часть системы является источником, а другая - рецептором [8].Источники помех могут быть естественного или искусственного происхождения. Самыми мощными естественными источниками помех являются грозовые разряды, которые генерируют значительные токи в системе молниезащиты, и электрические поля высокой интенсивности. Источниками искусственного происхождения могут быть самые разные устройства и системы, от мощных радиопередающих устройств до микропроцессоров. Самыми мощными искусственными источниками электромагнитного излучения являются ядерные взрывы. С увеличением высоты взрыва дальность всего излучения, испускаемого из зоны взрыва, увеличивается.Возрастает область ионизации [4]. При взрыва на высотах 80 – 100 км пробег рентгеновскогоизлучения (электромагнитное излучение, занимающее спектральную область между гамма- и ультрафиолетовым излучением в пределах длин волн от10−8 до 0,1 мкм) в горизонтальном направлениисоставляетнесколько километров, а на больших высотахдесятки и сотни километров. 80% энергии космического взрыва идёт на образование рентгеновского излучения. Существуют лазеры с ядернойнакачкой, которые фокусируют рентгеновское излучение в узкий пучок энергии и направляют наобъект, например на головную часть баллистической ракеты [5]. При этом происходит механическое повреждение ракеты. Поражающее действиевысотных ядерных взрывов рассматривают, какправило, на воздушные и космические цели, а наназемные объект (личный состав, радиоэлектронную и электротехническую аппаратуру) – тольковоздействие ЭМИ. Характер поражающего действияэлектромагнитного импульса высотных ядерныхвзрывов сходен с характером поражающего действия ЭМИ наземных и воздушных взрывов. Отличиевысотного ядерного взрыва состоит в том, чтобольшие токи напряжения наводятся на кабельных,воздушных линиях и других элементах. Они расположены не только вблизи эпицентра взрыва, но ина расстоянии сотен километров от него. [8]Вследствие этого, личный состав, радиоэлектронная и электротехническая аппаратура могут бытьвыведены из строя от воздействия ЭМИ высотногоядерного взрыва, находясь на безопасных удалениях от поражения другими поражающими факторами.В любом случае источник возбуждает электромагнитное поле с определенной частотой или, чтонаиболее типично, в широком диапазоне частот.При взаимодействии переменного электромагнитного поля с цепями электронного средства, имеющими вполне конкретную физическую реализацию, вэтих цепях возникают токи и напряжения соответствующих интенсивностей. При превышении наведенными токами и напряжениями определенных пороговых уровней в рецепторе происходят события,приводящие к нарушениям функционирования.Вероятность превышения наведенными токами инапряжениями пороговых уровней определяется факторами, которые представлены на рисунке 3.1.Рисунок 3.1 – Факторы, способствующие превышению пороговых уровней токов и напряженийНа рисунке 3.2 обобщенное представлениевзаимодействия источника и рецептора помех.Рисунок 3.2 - Обобщённое представлениевзаимодействия источника и рецептора помех: а)разнесение источника и рецептора; б) изменениеполяризации; в) создание защитных барьеров (1 –источник помех, 2 – рецептор помех)Для снижения степени взаимодействия возможныследующие шаги, показанные на рисунке 3.3.ЗаключениеЭлектромагнитная картина мирапредставляет материю в двух формах:веществе и поле. Они взаимодействуют следующим образом: вещество не превращается в поле и наоборот. Известны два вида поля - электромагнитное и гравитационное, соответственно - два вида фундаментальных взаимодействий. Поля, в отличие от вещества, непрерывно распределяются в пространстве. Электромагнитное взаимодействие объясняет не только электрические и магнитные явления, но и другие - оптические, химические, тепловые. Все в большей степени сводится к электромагнетизму. Вне сферы господства электромагнетизма остается лишь тяготение.Электромагнитная картина мира позволила получить сильный толчок в развитии науки. Многие ее детали сохранились и в современной естественно­научной картине: понятие физического поля, электромагнитная природа сил, отвечающих за различные явления в веществе (но не в самих атомах), ядерная модель атома, дуализм (двойственность) корпускулярных и волновых свойств материи и др. Список использованных источниковДягилев Ф.М. Концепции современного естествознания. - М.: Изд.ИЭМПЭ, 1998.Недельский Н.Ф., Олейников Б.И., Тулинов В.Ф. Концепции современного естествознания. – М: Изд. Мысль, 1996.Грушевицкая Т.Г., Садохин А.П. Концепции современного естествознания.-М.: Изд. ЮНИТИ,2005.Карпенков С.Х. Основные концепции естествознания. – М.: Изд. ЮНИТИ, 2004.Алексеев Б.А. Системы непрерывного контроля состояния крупных силовых трансформаторов. – М.: Издательство НЦ ЭНАС, 2013. Выбор и эксплуатация силовых трансформаторов: учеб. пособие для вузов/ Г.Ф. Быстрицкий, Б.И. Кудрин. – М.: Издательский центр «Академия», 2013. Козлов, Д.Е. Диагностика изоляции на основе спектроскопии диэлектрических характеристик / Д.Е. Козлов // Энергетик. - 2010. № 11. – С. 43. Мягков Н.Ю., Кирдяев М.М. Проблемы электромагнитной совместимости / Труды Международного симпозиума «Надежность и качество», 2015, том 2. С. 303 – 305.