СПОСОБ ИСПЫТАНИЙ ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ АВТОТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ НА ВОСПРИИМЧИВОСТЬ К ЭЛЕКТРОМАГНИТНОМУ ПОЛЮ Российский патент 2017 года по МПК G01M17/00 G01R33/00 

Изобретение относится к электрическим испытаниям на восприимчивость к электромагнитному полю (ЭМП) электрооборудования автотранспортных средств (АТС), в частности к воздействию внешнего высокочастотного электромагнитного поля, далее способ испытаний, и может быть использовано для определения помехоустойчивости электрооборудования при воздействии высокочастотных электромагнитных помех.

Из [1] известен способ испытаний, в котором испытуемое электрооборудование АТС подвергают электромагнитному воздействию в заданном диапазоне частот. Электромагнитное воздействие на испытуемое электрооборудование осуществляют инжекцией ЭМП в жгут проводов, выполняемой посредством токовых клещей.

При использовании цитируемого способа испытаний осуществляется локальное, опосредованное жгутом проводов воздействие ЭМП на подвергаемое испытаниям электрооборудование. Применение данного способа не позволяет имитировать реальные условия эксплуатации АТС в условиях внешнего ЭМП.

Из [2] известен способ испытаний, в котором испытуемое электрооборудование устанавливают в бортовую сеть АТС и подвергают воздействию ЭМП. Электромагнитное воздействие на испытуемое электрооборудование осуществляют посредством радиопередающих источников ЭМП, размещаемых в АТС. При этом упомянутые радиопередающие источники ЭМП выполнены с возможностью формирования ЭМП фиксированойных частот.

Недостатками данного способа испытаний являются:

- невозможность формирования ЭМП в широком диапазоне частот;

- невозможность определения помехоустойчивости электрооборудования при различных углах позиционирования АТС по отношению к источнику ЭМП.

За прототип предлагаемого изобретения принят известный из [3] способ испытаний электрооборудования АТС на восприимчивость к ЭМП, при котором испытуемое электрооборудование устанавливают в бортовую сеть АТС и подвергают воздействию внешнего ЭМП с заданными параметрами. При этом испытания электрооборудования АТС производят при позиционировании АТС в трех регламентированных положениях (ориентация передней, задней и боковой частями АТС) по отношению к источнику ЭМП.

Недостатком данного способа испытаний является невозможность в полной мере определить помехоустойчивость электрооборудования АТС.

Задачей заявляемого решения является создание способа испытаний электрооборудования АТС на восприимчивость к ЭМП с заданными параметрами, позволяющего полностью оценить его помехоустойчивость и на основании результатов испытаний принять меры по эффективной защите электрооборудования от ЭМП.

Указанная задача решается в способе испытаний электрооборудования АТС, заключающемся в установке испытываемого электрооборудования в бортовую сеть АТС и последующем облучении АТС внешним ЭМП с заданными параметрами.

Указанная задача решается тем, что на каждой из частот регламентируемого испытаниями спектра частот воздействующего ЭМП АТС по отношению к внешнему источнику ЭМП позиционируется в горизонтальной плоскости в диапазоне углов ϕ∈[0; 360] град с угловой скоростью вращения АТС относительно внешнего источника ЭМП не более 5 град/сек, при этом минимальное расстояние между внешним источником ЭМП и АТС выбирается из условия:

где S_min - минимальное расстояние между внешним источником ЭМП и АТС;

- максимальный линейный размер АТС в горизонтальной плоскости;

Θ - угол главного (основного) лепестка диаграммы направленности в горизонтальной плоскости внешнего источника ЭМП.

Изобретение поясняется следующими чертежами:

фиг. 1, где схематично показаны:

1 - испытательная камера;

2 - источник ЭМП;

3 - поворотный динамометрический роликовый стенд;

4 - АТС;

5 - угол Θ главного (основного) лепестка диаграммы направленности в горизонтальной плоскости внешнего источника ЭМП;

6 - максимальный линейный размер АТС в горизонтальной плоскости;

7 - минимальное расстояние S_min между внешним источником ЭМП и АТС;

фиг. 2, где показано азимутальное распределение относительной (Е/E_max) напряженности внешнего высокочастотного ЭМП во внутреннем пространстве АТС, поясняющее преимущественный выбор угловой скорости вращения АТС относительно внешнего источника ЭМП во время испытаний.

Примечание: фиг. 1 носит исключительно иллюстративный характер. Описание, иллюстрирующее возможность реализации данного изобретения, также носит иллюстративный характер.

Изобретение может быть реализовано в способе испытаний АТС, заключающемся в следующей последовательности действий.

В бортовую сеть АТС устанавливают испытываемое электрооборудование. С целью обеспечения позиционирования в горизонтальной плоскости относительно внешнего источника ЭМП в диапазоне углов ϕ∈[0; 360] град АТС устанавливают, преимущественно, на поворотном динамометрическом роликовом стенде. С внешней стороны АТС размещают как минимум один источник внешнего ЭМП, образованный, преимущественно, излучающей направленной антенной. Минимальное расстояние между внешним источником ЭМП и АТС выбирают согласно выражению (1). При этом с целью обеспечения сопоставимости результатов испытаний поворотный динамометрический роликовый стенд, АТС и внешний источник ЭМП располагают, преимущественно, в испытательной (безэховой) камере.

Заявляемое техническое решение основано на том, что любое АТС, вследствие наличия щелей и отверстий, распределенных по поверхности кузову, с позиции электродинамики представляет собой широкодиапазонную приемную антенну, имеющую сложную диаграмму направленности на разных частотах, вследствие чего уровень наводимых помех может существенно изменятся в зависимости от угла позиционирования АТС по отношению к внешнему источнику ЭМП. Вращение АТС относительно внешнего источника ЭМП, осуществляемое в процессе испытаний, позволяет выявить такое положение АТС относительно источника внешнего ЭМП, при котором уровень помех, наводимых в электрических цепях бортового электрооборудования, будет максимальным по сравнению с другими углами позиционирования.

В процессе испытаний выполняют следующие действия:

1. Задают режим работы бортового электрооборудования АТС, оговоренный тест-планом на испытания.

2. Устанавливают требуемые параметры ЭМП. В частности, задают границы диапазона частот, в котором будут проводиться испытания электрооборудования АТС, а также требуемый уровень воздействия и модуляцию сигнала.

3. Испытания начинают с минимальной частоты (поддиапазона частот) границы заданного частотного диапазона.

4. На заданной частоте (поддиапазоне частот) из заданного спектра частот (диапазона частот) воздействующего ЭМП АТС позиционируется по отношению к внешнему источнику ЭМП в горизонтальной плоскости в диапазоне углов от 0 до 360 град, при этом угловая скорость вращения АТС относительно внешнего источника ЭМП во время испытаний не должна превышать 5 град/сек.

5. После облучения АТС внешним ЭМП на заданной частоте (поддиапазоне частот) во всем диапазоне углов, от 0 до 360 град, поворота АТС производят изменение частоты (поддиапазона частот) воздействия на шаг, заданный в тест-плане на испытания, и повторяют испытания согласно п. 4. Процесс испытаний повторяют для каждой частоты (поддиапазона частот) из заданного спектра (диапазона) частот до тех пор, пока не произойдет полный цикл испытаний, например, в диапазоне частот от 20 МГц до 2 ГГц.

6. Если по прошествии полного цикла испытаний не произошло нарушение работоспособности электрооборудования АТС, то оно признается устойчивыми к ЭМП с заданными параметрами. В случае нарушения работоспособности электрооборудования АТС оно признается неустойчивыми к воздействию ЭМП, и принимаются меры по его защите от ЭМП до требуемого порога помехоустойчивости.

Источники информации

1. Николаев П.А. Электромагнитная совместимость автотранспортных средств [Текст] / Николаев П.А., Кечиев Л.Н. / Под ред. Л.Н. Кечиева. - М.: Грифон, 2015. - 114 - 115 с. - (Библиотека ЭМС).

2. ISO 11451-3:2007. Road vehicles. Vehicle test methods for electrical disturbances from narrowband radiated electromagnetic energy. Part 3: Onboard transmitter simulation.

3. Правила №10. Единообразные предписания, касающиеся официального утверждения транспортных средств в отношении электромагнитной совместимости. [Текст] / Добавление 9. - Пересмотр 3. - ЕЭК ООН, 2008.

Изобретение относится к электрическим испытаниям транспортных средств. В способе испытаний электрооборудования автотранспортных средств на восприимчивость к внешнему электромагнитному полю испытываемое электрооборудование устанавливают в бортовую сеть транспортного средства и подвергают воздействию внешнего излучения с заданными параметрами. На каждой частоте воздействующего излучения транспортное средство позиционируется в горизонтальной плоскости по отношению к внешнему источнику электромагнитного поля в диапазоне определенных углов. Во время испытаний угловая скорость вращения транспортного средства относительно внешнего источника излучения не должна превышать 5 град/с. При этом минимальное расстояние между внешним источником излучения и транспортным средством выбирается исходя из максимального линейного размера транспортного средства в горизонтальной плоскости и угла главного лепестка диаграммы направленности в горизонтальной плоскости внешнего источника излучения. Повышается полнота определения помехоустойчивости. 2 ил.

Способ испытаний электрооборудования автотранспортных средств (АТС) на восприимчивость к внешнему электромагнитному полю (ЭМП), в котором испытываемое электрооборудование устанавливают в бортовую сеть АТС и подвергают воздействию внешнего ЭМП с заданными параметрами, отличающийся тем, что на каждой, из регламентируемого испытаниями спектра частот, частоте воздействующего ЭМП АТС позиционируется в горизонтальной плоскости по отношению к внешнему источнику ЭМП в диапазоне углов ϕ∈[0; 360] град, при этом во время испытаний угловая скорость вращения АТС относительно внешнего источника ЭМП не должна превышать 5 град/с, а минимальное расстояние между внешним источником ЭМП и АТС выбирается из условия:

где S_min - минимальное расстояние между внешним источником ЭМП и АТС;

- максимальный линейный размер АТС в горизонтальной плоскости;

Θ - угол главного (основного) лепестка диаграммы направленности в горизонтальной плоскости внешнего источника ЭМП.