ensaio de EMC

Muitas pessoas quando estão assistindo televisão, ao ligarem um liquidificador ou um aspirador de pó, em conjunto, notam o surgimento de um ruído de fundo, como um “chuvisco”, que na maioria dos casos impossibilita a visualização da imagem. Imagine isso acontecendo na final de uma Copa do Mundo ou até mesmo no último capítulo de uma novela. Este problema ocorre pelo fato de o produto, no caso, o liquidificador e o aspirador de pó, emitirem perturbações eletromagnéticas na rede elétrica que chegam até a televisão, que, por sua vez, está susceptível a receber esta perturbação.

O termo EMC é definido como capacidade de um dispositivo, equipamento ou sistema, de funcionar de acordo com as suas características operacionais, no seu ambiente eletromagnético, sem impor perturbações intoleráveis aos demais equipamentos, dispositivos ou sistemas que compartilham o mesmo ambiente eletromagnético.

A Figura 1 demonstra que EMC está relacionado à Imunidade, que é o quanto o equipamento está imune a uma perturbação eletromagnética, e a emissão, que é o quanto o equipamento emite de perturbações eletromagnéticas para o ambiente que está instalado. Quando o equipamento está dentro de ambos os limites ele está dentro da margem de compatibilidade eletromagnética, e assim funcionará adequadamente.

Figura 1. Margem de Compatibilidade (Fonte própria)

O Instituto Nacional de Metrologia, Qualidade e Tecnologia (INMETRO) elaborou a portaria N.° 389/2014, um regulamento técnico da qualidade para lâmpadas LED com dispositivo de controle integrado a base, e a portaria N.° 20/2017, um regulamento técnico da qualidade de luminárias para iluminação pública viária.

Ambos os regulamentos são compulsórios e tratam de ensaios visando à eficiência energética, segurança e a compatibilidade eletromagnética (EMC) dos produtos. Ao se tratar de EMC os requisitos fazem referências à norma ABNT NBR/IEC CISPR 15. É importante destacar este contexto para demonstrar a importância da norma ABNT NBR/IEC CISPR 15, sendo ela uma barreira técnica para garantir que os equipamentos elétricos de iluminação e similares não afetem o funcionamento de outros produtos e serviços de telecomunicações no ambiente eletromagnético brasileiro.

Dentro deste contexto está a ABNT NBR/IEC CISPR 15, na qual, trata dos limites de emissão (linha vermelha da Figura 1) e da metodologia dos ensaios de EMC aplicados aos equipamentos elétricos de iluminação e similares. A norma define 3 tipos de ensaios, sendo eles:

  • Perda por Inserção (faixa de frequência de 150 KHz até 1605 KHz);
  • Tensões de Perturbação (faixa de frequência de 9 KHz até 30 MHz);
  • Perturbações Eletromagnética Radiadas (faixa de frequência de 9 KHz até 300 MHz).

Dos ensaios listados pela norma, apenas o ensaio de perda por inserção não é aplicado nas portarias do INMETRO, pois o mesmo está relacionado às lâmpadas fluorescentes.

Para todos os ensaios o ESE é alimentado nas suas respectivas tensões de alimentação, no caso, para certificação nacional, em 220 Vac ou 127 Vac em 60 Hz, se operar em nas duas tensões, ambas devem ser ensaiadas. O intuito é avaliar as condições que emitem maiores níveis de perturbações eletromagnéticas. O ESE deve atender aos limites normativos, a incerteza de medição do laboratório não é utilizada como critério de aceitação.

No ensaio de tensões de perturbação a medida é realizada de forma conduzida nos terminais de alimentação, controle e carga dos equipamentos elétricos de iluminação, ou também chamado de equipamento sob ensaio (ESE). A grandeza medida é tensão, e a unidade dBµV. A Figura 2 ilustra o setup de ensaio.

teste de emc

Figura 2. Setup de tensões de perturbação (Fonte: Instituto de Pesquisas ELDORADO)

O setup é composto por um equipamento de medição, denominado EMI Receiver, uma LISN (Rede de estabilização de impedância na linha), um suporte e a caixa cônica, onde o ESE é instalado. As medições são realizadas na faixa de 9 KHz até 30 MHz com os detectores de quase pico e média.

O ensaio perturbações eletromagnéticas radiadas é dividido em dois ensaios. Um na faixa de 9 KHz até 30 MHz e outro na faixa de 30 MHz até 300 MHz. Na faixa de 9 KHz até 30 MHz a medida é realizada de forma radiada. A grandeza avaliada é o Campo Magnético, e a medida realizada é de corrente, cuja unidade e dBµA. A Figura 3 ilustra o setup de ensaio.

ensaio de EMC

Figura 3. Setup de perturbações radiadas – Faixa de 9 KHz até 30 MHz(Fonte: Instituto de Pesquisas ELDORADO)

O setup é composto pelo EMI Receiver, um sistema de antenas loop e um suporte onde o ESE é apoiado. As medições são feitas na faixa de 9 KHz até 30 MHz com o detector de quase pico.

Na faixa de 30 MHz até 300 MHz a medida é realizada de forma radiada ou conduzida, também chamado de método independente. Para a medida realizada de forma radiada a grandeza é o Campo Elétrico, e a unidade dBµV/m. Para a medida realizada pelo método independente a grandeza é a Tensão, e a unidade dBµV. A Figura 4 ilustra o setup de ensaio para medida radiada e a Figura 5 para medida conduzida.

ensaio de EMC

Setup de perturbações radiadas – Faixa de 30 MHz até 300 MHz (Fonte: Instituto de Pesquisas ELDORADO)

Os principais equipamentos do setup de ensaio são EMI Receiver, antenas, mesa giratória, Câmara Semianecóica (CSA) e uma mesa onde o ESE é apoiado. As medições são realizadas na faixa de 30 MHz até 300 MHz com o detector de quase pico.

ensaio de EMC

Figura 5. Setup de perturbações radiadas – Faixa de 30 MHz até 300 MHz (conduzido) (Fonte: Instituto de Pesquisas ELDORADO)

Os dois métodos podem ser utilizados para medidas na faixa de 30 MHz até 300 MHz, seja o radiado ou o conduzido. Esta diferença de métodos pode gerar diferenças de resultados, o que pode impactar ou não o processo de certificação de um fabricante. São grandezas diferentes, apesar de ser mais representativo o método radiado, o método conduzido é permitido pela norma, e o custo do ensaio é menor, pois não precisa da CSA para realização dos ensaios.

A norma ABNT NBR/IEC CISPR 15 está na versão 2014 que é idêntica a norma internacional CISPR 15 na versão 2013, houve uma nova revisão da norma CISPR 15 em 2018. Está versão teve diversas atualizações importantes com uma mudança estrutural e principalmente no ensaio de perturbações eletromagnéticas radiadas. A alteração ampliou a faixa de frequência de medição de 300 MHz até 1 GHz, e nesta faixa é possível fazer a medida somente pelo método radiado, porém para medidas até 300 MHz é permitido utilizar o método independente.

O fabricante não precisa realizar medições de 300 MHz até 1 GHz, desde que ele demonstre que seu produto não possui frequência de clock superior a 30 MHz. Devido a estas alterações normativas a comissão de estudo da ABNT, CE 003 109 002, elaborou a norma ABNT NBR/IEC CISPR 15 de 2019 para considerar alinhar com a norma internacional.

O Instituto de Pesquisas ELDORADO realizou uma comparação com lâmpadas coletadas do mercado, antes e depois do processo de certificação. Para isso, fez o ensaio considerado mais crítico, que é o de tensão de perturbação. Os resultados demostraram melhora na quantidade de produtos que falharam nos ensaios antes de certificação, como pode ser visto na Figura 6.

Isso demonstra que a regulamentação foi útil para diminuir o número de produtos no mercado com falha, porém a falha de 21 %, ainda é alta e outros mecanismos de avaliação da conformidade devem ser adotado pelo órgão regulador para diminuir o número de falhas de produto do mercado, como fazer ensaios em produtos coletados de mercado.

 

ensaio de EMC

Figura 6 – Ensaios antes e pós certificação

Quer saber sobre nossos testes e ensaios? Visite nossa página e entre em contato conosco: https://www.eldorado.org.br/laboratorios/area-atuacao/emc/