1 / 32

Cieľ aktivity

Centrum excelentnosti integrovaného výskumu a využitia progresívnych materiálov a technológií v oblasti automobilovej elektroniky Aktivita 2.6 Zriadenie Laboratória EMC elektronických zariadení a biologických systémov. Cieľ aktivity.

uriah
Download Presentation

Cieľ aktivity

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Centrum excelentnosti integrovaného výskumu a využitia progresívnych materiálov a technológií v oblasti automobilovej elektronikyAktivita 2.6Zriadenie Laboratória EMC elektronických zariadení a biologických systémov

  2. Cieľ aktivity Primárny cieľ: Spracovanie základného a realizačného projektu na zriadenie špecializovaného pracoviska pre výskum v oblasti diagnostiky, testovania a vplyvu elektronických zariadení z hľadiska ElektroMagnetickej KOMpatibility so zameraním na technické zariadenia a biologické systémy • Sekundárny cieľ: podpora pracoviska pre elektronické prvky a zariadenia slúžiacich na ochranu elektronických systémov a počítačových sietí a príspevok k rozvoju ďalšej možnej spolupráce medzi špecializovanými pracoviskami vykonávajúcim vedeckovýskumnú a vývojovú činnosť a priemyselnými subjektmi v oblasti materiálových technológií v elektrotechnike a elektronike.

  3. Riešitelia prof. Ing. Roman Cimbala, PhD. – koordinátor Aktivity 2.6 prof. Ing. Iraida Kolcunová, PhD. prof. Ing. Karol Marton, DrSc. prof. Ing. Michal Kolcun, PhD. Dr. Ing. Bystrík Dolník, PhD Ing. Juraj Kurimský, PhD. Ing. Jozef Balogh, PhD Ing. Jaroslav Džmura, PhD. Ing. Jaroslav Petráš, PhD. Ing. Jana Varnavčinová

  4. Opis aktivít a harmonogram • 2.6.1 Spracovanie návrhu pracoviska pre výskum v oblasti diagnostiky, testovania a vplyvu elektronických zariadení z hľadiska elektromagnetickej kompatibility so zameraním na technické zariadenia a biologické systémy • Termín realizácie časti aktivity: 9/2010-3/2011 • 2.6.2. Zriadenie pracoviska pre výskum v oblasti diagnostiky, testovania a vplyvu elektronických zariadení z hľadiska elektromagnetickej kompatibility so zameraním na technické zariadenia a biologické systémy. • Termín realizácie časti aktivity: 04/2011 – 8/2013 • 2.6.3 Transfer poznatkov EMC do oblasti výučby, výskumu a vývoja, návrhu a výroby komponentov, systémov a elektronických modulov pre využitie v elektrotechnike a iných príbuzných vedných odboroch. • Termín realizácie časti aktivity 12/2010 – 12/2012

  5. Orientácia EMKOM • 1. Vplyv vonkajších polí na riadiace a komunikačné systémy (korónové výboje, prepätia, vysokofrekvenčné a telekomunikačné signály, elektrostatické výboje, testovanie voči prúdovým a napäťovým rázom • 2. Elektromobily a ich interakcia s elektroenergetickými sieťami (Smart Grids, Smart Metering • 3. EMC/EMI autoelektroniky a biologických systémov

  6. Osobná výbava Zariadenia interferences Plošné spoje Bezpečnostné systémy Poruchy hardvéru Poruchy softvéru Strata funkčnosti Komponenty EMKOM 1 - Vplyv vonkajších polí na riadiace a komunikačné systémy Vyžarovanie EM polí Citlivosť na EM polia Kompozitné materiály Radar 12-Sep-14 6

  7. Interferencia EMKOM 1 - Vplyv vonkajších polí na riadiace a komunikačné systémy • IO: zdroj – obeť Integrované obvody generujú parazitné polia a súčasne sú citlivé na vonkajšie cudzie polia Vyžarovanie Vyžarovanie Prvok Čip PCB Systém Šum IO Citlivý IO - obeť Väzba Systém Čip Prvok PCB 12-Sep-14 7

  8. EMKOM 1 - Vplyv vonkajších polí na riadiace a komunikačné systémy Väzby • Väzba spoločnou impedanciou • Väzba poľom Šírenie EM vĺn vzduchom Integrita napájania Elektromagnetická interferencia (EMI) Napäjacie napätie prenáša rušiace napätia 12-Sep-14 8

  9. Odolnosť Riziko interferencie Radiácia Bezpečná rezerva Malá rezerva Odolnosť Radiácia EMKOM 1 - Vplyv vonkajších polí na riadiace a komunikačné systémy Riziko interferencie - Úrovne odolnosti a citlivosti (dB) 50 40 30 20 10 0 -10 -20 -30 -40 1 10 100 1000 Frekvencia (MHz) 12-Sep-14 9

  10. EMKOM 1 VF meranie VF modelovanie 2D, 3D modelovanie Elektrické modely Návrh IO

  11. EMKOM 2 - Elektromobily a ich interakcia s elektroenergetickými sieťami • Veľké investície do R&D - European Green Car Initiative • EUCAR (European Council for Automotive R&D) – jedna z priorít 8RP – výskum bude orientovaný na pohony, akumuláciu elektrickej energie, infraštruktúra – inteligentné siete a meranie. • CENELEC– European Committee for Electrotechnical Standardization 7projektových tímov zaoberajúcich sa terminológiou, prepojením, batériami, komunikáciou, spoluprácou so Smart Grids, nabíjacími režimami, bezpečnostnými podmienkami, EMC/EMI, riadením a štandartizáciou

  12. EMKOM 2 - Elektromobily a ich interakcia s elektroenergetickými sieťami • Elektromobily a elektroenergetické siete Max zaťaženie Nemecka: 90 000 MW, nabíjajme naraz 1 mil. e-áut • Pomalé domáce nabíjanie (10 h; 1 x 16 A; 230 V) 3 700 MW • Rýchle nabíjanie (1 h; 3 x 63 A; 230 V) 40 000 MW • Super rýchle nabíjanie (R&D; 15 min; 3 x 220 A) 140 000 MW • Extrémne rýchle nabíjanie (R&D; 7 min; 3 x 440 A) 280 000 MW

  13. EMKOM 2 - Elektromobily a ich interakcia s elektroenergetickými sieťami • Notebook – 50 Wh • Domácnosť – 10 kWh • Elektromobil – 10 kWh/ 70 km • 10 kW (3x16A) - 70 km – 1 hod 700 km – 10 hod • 44 kW – 70 km – 15 min • 1 MW – 700 km – 6 min 6 min – 60 l dieselový motor – 700 km

  14. EMKOM 2 - Elektromobily a ich interakcia s elektroenergetickými sieťami Automatické riadenie siete na úrovni spotreby aj výroby Smart grids Smart metering

  15. EMC biologických systémov Zaoberá sa celkovým „elektromagnetických pozadím“ životného prostredia, prípustnými úrovňami rušivých aj užitočných elektromagnetických signálov (prírodných a umelých) a ich vplyvom na živé organizmy. Výskum je orientovaný na tieto oblasti: • dielektrické vlastnosti živej hmoty, • špecifické účinky na molekulárnej, tkaninovej, orgánovej a systémovej úrovni, • účinky fyziologické, psychopatologické a genetické, • dávkovanie, dozimetria, rádiometria, • aplikácie terapeutické a diagnostické. Samotné reakcie biologického objektu sa prejavujú aktívnymi adaptačnými mechanizmami, ktoré majú možnosť a schopnosť kompenzácie účinkov, vyvolaných vonkajším pôsobením. Táto kompenzácia môže prebiehať v rozsahu prípustných fyziologických zmien, alebo patologicky a nie je vždy jednoduché stanoviť medzi nimi presnú hranicu.

  16. EMC biologických systémov Vplyv neionizujúceho žiarenia na zmenu morfológie červených krviniek bol sledovaný na KEE FEI TU v Košiciach. Boli zistené deformácie červených krviniek (erytrocytov) po definovanom čase pred monitormi počítačov ako aj pri meraniach na rozvodni vvn. Príklady sú uvedené v nasledovnom zobrazení: Kontrolná vzorka krvi po 12 hodinách – erytrocyty – tvar podobný rotačným elipsoidom Vzorka krvi po 12 hodinovej expozícií pred počítačovým monitorom DAEWOO– vyvolalo deformácie na pozorovaných vzorkách – vznik akantocytov

  17. Pracoviská EMKOM • Laboratórium elektromagnetickej kompatibility • Laboratórium techniky vysokých napätí • Laboratórium výbojovej a ionizačnej činnosti • Laboratórium diagnostiky

  18. Pracoviská EMKOM 1. Laboratórium elektromagnetickej kompatibility Pokročilé meranie EMI elektrických a elektronických funkčných blokov a celkov v elektrickej inštalácii automobilov so spaľovacím motorom, nových vyvíjaných hybridných automobilov a elektromobilov. Meranie EMI elektrických a elektronických funkčných blokov a elektrických a elektronických zariadení cestujúcich v automobiloch so spaľovacím motorom, nových vyvíjaných hybridných automobiloch a elektromobiloch a dopravných prostriedkoch pre hromadnú dopravu alebo transport tovaru. Pokročilé meranie EMS elektrických a elektronických funkčných blokov a celkov používaných v elektrickej inštalácii automobilov so spaľovacím motorom, nových vyvíjaných hybridných automobilov a elektromobilov. Pokročilé meranie EMS elektrických a elektronických funkčných blokov a elektrických a elektronických zariadení cestujúcich v automobiloch so spaľovacím motorom, nových vyvíjaných hybridných automobiloch a elektromobiloch a dopravných prostriedkoch pre hromadnú dopravu alebo transport tovaru. • Zodpovedný pracovník: Dr. Ing. Bystrík Dolník

  19. Pracoviská EMKOM 1. Laboratórium elektromagnetickej kompatibility Meranie vplyvu elektromagnetických polí generované technickými zariadeniami nachádzajúce sa blízko cestných komunikácii na biologické systémy. Meranie vplyvu elektromagnetických polí generované technickými zariadeniami automobilu, elektromobilu na biologické systémy. • Zodpovedný pracovník: Dr. Ing. Bystrík Dolník

  20. EMKOM Laboratórium elektromagnetickej kompatibility Súčasné vybavenie laboratória • Záznamník prechodných dejov a analyzátor HIOKI 8851 – zariadenie na meranie a frekvenčnú analýzu rušiacich napätí a napätia v napájacích a komunikačných sieťach. • Zdroj skúšobných impulzov vysokého napätia HAKEL H1 – zaradenie na skúšanie a testovanie odozvy prepäťových ochranných zariadení.

  21. Pracoviská EMKOM Plánovanýnákup pre Laboratóriumelektromagnetickejkompatibility • EMC bezodrazovákomora • Spektrálny analyzátorsignálov • EMC antény + zosilňovače • Sondy E a H poľa • GTEM komora pre biologickévzorky • Mikrovlnný zosilňovač do 1 GHz

  22. Pracoviská EMKOM 2. Laboratórium techniky vysokých napätí • na meranie elektrickej prieraznej pevnosti materiálov používaných v automobilovom priemysle, • na modelovanie zdrojov rušenia automobilových prvkov a zariadení, vyskytujúcich sa počas výroby a prevádzky automobilov (atmosférické prepätia, statická elektrina, prepätia v elektronických obvodoch), • na meranie a analýzu iskrových a plazivých výbojov vplývajúcich na elektronické súčiastky automobilov. • Zodpovedný pracovník: prof. Ing. Iraida Kolcunová, PhD.

  23. EMKOM LaboratóriumTVN Súčasné vybavenie laboratória • Vysokonapäťový zdroj jednosmerného napätia do 75 kV a striedavého napätia do 50 kV od fy. BAUR • Meracie zariadenia na meranie vysokých striedavých, jednosmerných a impulzných napätí: • elektrostatický kilovotmeter – 75 kV • napäťový delič – 150 kV • guľové iskrište – 90 kV

  24. EMKOM LaboratóriumTVN • Zariadenie na modelovanie iskrových a plazivých výbojov pri aplikovaní jednosmerného, striedavého a impulzného napätia. • Analýza výbojovej aktivity – DayCorClassic kamera na záznam ultrafialového vyžarovacieho spektra (citlivosť na UV zdroje od 1.3pC zo vzdialenosti 10m) • Životnostné testy izolačných materiálov

  25. EMKOMLaboratórium výbojovej a ionizačnej činnosti 3. Laboratórium výbojovej a ionizačnej činnosti • Špecializované pracovisko pre výskum elektrických výbojov v elektrickej výzbroji technologických celkov a súvisiacich meracích a testovacích techník. • Vizualizácia defektných miest spôsobujúcich nežiadúcu ionizáciu v elektroinštalácii automobilov súčasných aj nových vývojových radov automobilov a elektromobilov. • Merania akustickej emisie vyvolanej elektrickými výbojmi v technologických celkoch elektroinštalácie automobilov. • Vytváranie modelových prípadov pre rôzne konštrukčné usporiadania. • Rozvoj nových a inovácia súčasných metód v profylaktike elektroizolácií; hodnotenie nových technológií, ktoré pri vývoji aplikujú koncepty odolnosti voči elektrickému náboju. • Zodpovedný pracovník: Ing. Juraj Kurimský, PhD.

  26. EMKOMLaboratórium výbojovej a ionizačnej činnosti • Nízkošumové prostredie: Faradayová komora, z permalloyových prvkov • Meranie elektrických výbojov s citlivosťou od 10pC • Digitálne spracovanie signálov post-procesing • Šírka pásma: 1 GHz • 4 analógové vstupy • 4 GS/s

  27. EMKOMLaboratórium výbojovej a ionizačnej činnosti • 16 kanálový akustický systém SPARTAN-AT. Ideálny prevýskum a aplikácie, kde je potrebná vysoká rýchlosť, nízky šum a kde sú vysoké nároky na variabilitu testov. • 2 kanálový PCI-2 systém pre meranie akustickej emisie, 18 bitov, 40 MS/s, vysoká rýchlosť, nízky šum, široké frekvenčné pásmo, 2 parametrickévstupy. AE Research Tool

  28. EMKOMLaboratórium výbojovej a ionizačnej činnosti Plánovanýnákup pre Laboratóriumvýbojovej a ionizačnejčinnosti • Analyzátor kvality siete (3f, 10 – 3000 Hz, 0.1%) • Merací systém výbojovej činnosti podľa IEC 60270, VDE 0434 a ANSI

  29. Pracoviská EMKOM 4. Laboratórium diagnostiky • výskum vplyvu degradačných činiteľov na elektrofyzikálnu štruktúru materiálov používaných v automobilových technológiách s orientáciou na ich expozíciu v prevádzkových podmienkach, • výskum orientovaný na urýchlené životnostné testy materiálov a systémov v elektrickom, magnetickom a tepelnom poli, • diagnostika a určovanie zmien kvality materiálov pomocou skupiny elektrických i neelektrických metód založených na prúdovej a napäťovej odozve izolačného systému, ktoré ho vyšetrujú z mikroskopického aj makroskopického hľadiska. • Zodpovedný pracovník: prof. Ing. Roman Cimbala, PhD.

  30. EMKOM Laboratórium diagnostiky • Keithley 617 elektrometer citlivivosť 100aA (10-16 A) Riz = 1 EW - 10+18W Ohmmeter 30 TW / 5kV LCR meter 20Hz – 2 MHz

  31. EMKOM Laboratórium diagnostiky • Tettex 2821, 9821 Merač kapacity a činiteľa dielektrických strát s príslušenstvom f(U,T)

  32. Partneri • Východoslovenská energetika, a.s. Košice • Výskumný ústav jadrových elektrární, a.s. Trnava • Enel, a.s. Bratislava • RWE Mníchov - Dr. Peter Birkner • Ústav experimentálnej fyziky SAV, Košice • Parazitologický ústav SAV - doc. Peťko (Neurobiologickýústav SAV) Košice • Centrum excelentnosti ekológie živočíchov a človeka (PU v Prešove)

More Related