Tutti i dispositivi elettrici, di qualsiasi tipo, sono in grado di generare perturbazione elettromagnetica e per questo, per poter essere commercializzati nell’Unione Europea, sono soggetti alle prescrizioni della Direttiva EMC 2014/30/UE. Che si tratti di un televisore, di una lavatrice, di un azionamento per l’apertura della porta del garage oppure di un tornio a controllo numerico, se è sul mercato europeo, allora deve essere conforme alla direttiva EMC. In questo articolo vedremo cosa si intende per compatibilità elettromagnetica, cosa è richiesto dalla direttiva ed in cosa consistono i test da effettuare per essere sicuri di essere conformi a tale Direttiva.
Cos’è la compatibilità elettromagnetica e perché è importante?
Per “compatibilità elettromagnetica” si intende l’abilità di un dispositivo di funzionare nella maniera prevista, o comunque in maniera soddisfacente, senza causare interferenze inaccettabili per gli altri dispositivi installati nello stesso ambiente elettromagnetico. Questa è la definizione di compatibilità elettromagnetica ma cerchiamo di capire meglio cosa c’è di così importante dietro questa definizione.
Per prima cosa facciamo attenzione al fatto che nella definizione è stata fatta una distinzione, non da poco, tra la capacità di un dispositivo di funzionare come previsto e la capacità di un dispositivo di non interferire (elettromagneticamente) con il funzionamento di un altro. Questi due concetti sono il cardine della compatibilità elettromagnetica e sono collegati da una parte agli aspetti di emissione elettromagnetica e dall’altra agli aspetti di immunità elettromagnetica.
In sostanza, la Direttiva EMC 2014/30/UE richiede che un dispositivo elettrico:
- non emetta eccessiva radiazione elettromagnetica;
- non sia troppo sensibile alla radiazione elettromagnetica dell’ambiente in cui è installato.
Questo ci porta quindi ai due aspetti fondamentali della compatibilità elettromagnetica che sono:
- emissione elettromagnetica;
- immunità elettromagnetica.
Condizione necessaria e sufficiente affinché un dispositivo sia conforme alla Direttiva EMC 2014/30/UE è quindi che non emetta livelli di radiazione elettromagnetica tali da perturbare altri dispositivi e che non sia troppo sensibile ai disturbi elettromagnetici che possono venire da altri dispositivi installati nelle vicinanze. I livelli di accettabilità di emissione ed immunità elettromagnetica dipendono strettamente dall’ambiente (elettromagnetico) cui il fabbricante ha destinato l’utilizzo del dispositivo. Per ogni tipologia di ambiente elettromagnetico, e più nello specifico per ogni particolare tipologia di dispositivo, ci sono delle norme armonizzate per la direttiva EMC che stabiliscono i limiti di emissione ed i livelli di accettabilità per l’immunità cui il dispositivo deve attenersi.
La compatibilità elettromagnetica è molto importante perché, nell’ottica del libero mercato tutti i dispositivi elettrici devono essere in grado di funzionare correttamente all’interno dell’ambiente previsto. Questo significa che, da un punto di vista elettromagnetico e funzionale, ci si aspetta che un frullatore possa coesistere con un microonde ed una lavatrice in un ambiente residenziale come una casa civile e, in maniera analoga, un tornio industriale possa funzionare correttamente con una pressa in un capannone industriale.
Cos’è la Direttiva EMC e qual è il suo scopo?
La Direttiva EMC è un atto giuridico dell’Unione Europea che, come tutte le Direttive, dopo essere stato pubblicato sulla gazzetta ufficiale europea ha dovuto essere recepito dai singoli stati dell’Unione. La Direttiva EMC è quindi una normativa che definisce i criteri di compatibilità elettromagnetica che taluni prodotti elettrici immessi sul mercato devono rispettare.
Lo scopo della Direttiva EMC è duplice: da una parte, come tutti gli atti giuridici dell’Unione, ha lo scopo generico di uniformare la qualità dei prodotti immessi sul mercato e, dall’altra parte, ha anche lo scopo specifico di garantire che tutti i prodotti rientranti nell’ambito della Direttiva abbiano adeguati livelli di compatibilità elettromagnetica.
Quali apparecchiature devono essere conformi alla Direttiva EMC?
La Direttiva EMC si applica a tutte quelle apparecchiature finite immesse sul mercato che sono in grado di generare disturbi elettromagnetici oppure che possono subire l’effetto dei disturbi elettromagnetici di altri dispositivi. Essenzialmente rientrano nell’ambito di applicazione della Direttiva EMC tutti quei prodotti attivi, ovvero quei prodotti il cui funzionamento deriva da sorgenti di natura elettrica. Per intenderci basti pensare che se in un dispositivo circola corrente, allora, inevitabilmente, ci saranno dei campi elettromagnetici che il dispositivo crea oppure può subire e quindi se circola corrente elettrica, il dispositivo rientra nell’ambito di applicazione della Direttiva EMC.
Alcuni esempi di apparecchiature che devono essere conformi alla Direttiva EMC sono: frullatori, lavastoviglie, frigoriferi, televisori, computer, trapani elettrici, centraline automotive, sistemi di navigazione, macchine automatiche, etc.
Alcuni dispositivi elettrici sono comunque esclusi dalla Direttiva EMC in quanto hanno delle prescrizioni particolari e rientrano nell’ambito di applicazione di altre Direttive / Regolamenti Europei.
Non rientrano nella Direttiva EMC le seguenti tipologie di prodotti:
- apparecchiature radio che rientrano nella Direttiva 2014/53/UE e quelle utilizzate da radioamatori;
- apparecchiature destinate ad essere utilizzate nel settore dell’aviazione civile che rientrano nell’ambito di applicazione della Direttiva 216/2008/UE;
- kit di dispositivi utilizzati con finalità di laboratorio o di ricerca;
- dispositivi non elettrici e che quindi non perturbano e non sono perturbati dall’ambiente elettromagnetico cui sono destinati come, ad esempio, un tavolo, una sedia, una trave, le stoviglie, un seghetto, un trapano a mano etc.
Quali sono i requisiti principali della direttiva EMC?
I requisiti della Direttiva EMC sono chiamati requisiti essenziali e riguardano gli aspetti di emissione ed immunità elettromagnetica. È necessario comunque fare una distinzione a priori tra apparecchi ed impianti fissi. La Direttiva EMC definisce come apparecchio un qualunque dispositivo elettrico finito (che rientra nell’ambito di applicazione descritto nel paragrafo precedente) destinato all’utilizzatore finale e definisce come impianto fisso un apparecchio oppure un insieme di apparecchi destinati ad essere installati in maniera permanente all’interno di un impianto.
Requisiti EMC per gli apparecchi
Gli apparecchi devono essere progettati e fabbricati in maniera tale da:
- emettere radiazione elettromagnetica entro taluni limiti definiti al fine di non disturbare le trasmissioni radio, le telecomunicazioni o altri apparecchi potenzialmente presenti nello stesso ambiente;
- essere immuni alla radiazione elettromagnetica prevedibile nell’ambiente di utilizzo ovvero essere in grado di funzionare correttamente in presenza di altri dispositivi.
Requisiti EMC per gli impianti fissi
Gli impianti fissi racchiudono tutti quegli apparecchi che sono assemblati ed installati permanentemente per realizzare una applicazione specifica in un luogo specifico. Per questo la Direttiva non prevede delle prescrizioni dettagliate bensì richiede che vengano applicate le buone prassi di ingegneria industriale. Queste buone prassi sono un concetto volutamente vago in quanto l’impianto viene creato dall’utilizzatore finale per delle proprie esigenze specifiche che possono essere le più diverse.
Buone prassi di ingegneria industriale (EMC) significa che l’utilizzatore finale dell’impianto fisso, in ogni fase dalla progettazione alla realizzazione di tale impianto ha tenuto conto degli aspetti elettromagnetici ed ha messo in atto tutte le strategie allo stato dell’arte per prevenire l’insorgere di problematiche di compatibilità elettromagnetica. Nella pratica questo significa che ogni apparecchio dell’impianto è stato installato seguendo le prescrizioni EMC del relativo fabbricante e che sono state adottate strategie specifiche per ridurre possibili interferenze come ad esempio l’utilizzo di filtri sull’alimentazione, schermature sui cavi, etc. L’utilizzatore finale può avvalersi di tutte le strategie di mitigazione EMC allo stato dell’arte purché siano adatte per quell’impianto. In generale, oltre che seguire quanto prescritto dal fabbricante del singolo apparecchio in termini di compatibilità elettromagnetica e tenere conto di eventuali apparecchio elettronici sensibili, l’utilizzatore, per dimostrare la compatibilità elettromagnetica di un impianto può utilizzare come riferimento le norme attualmente disponibili. Uno strumento utile in tal senso è il technical report EN 61000-5-1 che racchiude considerazioni generali e linee guida sui metodi di mitigazione volti a garantire la compatibilità elettromagnetica tra apparecchi o sistemi elettrici ed elettronici.
Quali sono i principali problemi che possono derivare da una mancanza di compatibilità elettromagnetica?
I principali problemi che possono derivare da una mancanza di compatibilità elettromagnetica sono legati al malfunzionamento dell’apparecchio oppure al malfunzionamento di apparecchi installati o presenti nello stesso ambiente.
La Direttiva EMC richiede infatti che un apparecchio elettrico abbia:
- un ridotto livello di emissione elettromagnetica in modo tale da non disturbare il funzionamento di altri apparecchi;
- una adeguata robustezza, ovvero immunità, ai disturbi che ci si aspetta siano presenti nell’ambiente di utilizzo previsto.
I problemi che si possono riscontrare in mancanza di compatibilità elettromagnetica riguardano quindi l’apparecchio in sè e gli altri apparecchi presenti nelle vicinanze. Problemi tipici che ne possono derivare includono: monitor, schermi, pannelli di comando che si bloccano, si spengono o si riavviano, cambiamento di stato dell’apparecchio diverso da quello impostato dall’utilizzatore (immaginiamo un frullatore che, impostato alla velocità 2, per effetto di rumore elettromagnetico cominci ad andare alla velocità 1 oppure alla 3 e pensiamo a quello che potrebbe succedere se invece di un frullatore abbiamo un tornio industriale!), apparecchio che in generale non risponde più ai comandi, etc.
Un esempio, in ambito civile, di una situazione che non si direbbe ma è piuttosto frequente, è quella in cui il radio comando non riesce ad attivare la movimentazione di un cancello elettrico a causa di un dispositivo nelle vicinanze come, ad esempio, un barometro posto su un balcone, oppure un sistema d’allarme che si attiva in maniera imprevista.
Quali sono i principali standard e normative relativi alla compatibilità elettromagnetica?
Cominciamo con le normative. Per convenzione per normativa si intendono gli atti giuridici (europei in questo articolo) e quindi in questo caso la normativa è unica ed è la Direttiva EMC 2014/30/UE.
Per quanto riguarda gli standard ovvero le norme armonizzate secondo la Direttiva EMC sono vari ed in continuo aggiornamento.
L’elenco completo delle norme armonizzate per la Direttiva EMC sono disponibili a questo indirizzo internet.
In generale, e questo vale per qualsiasi Direttiva / Regolamento, l’utilizzo di norme armonizzate non è obbligatorio. Tuttavia, se si utilizzano norme armonizzate si garantisce la presunzione di conformità per gli aspetti della Direttiva / Regolamento coperti da tale norma. Questo significa che se abbiamo un apparecchiatura che dobbiamo mettere sul mercato, per essere sicuri che questa sia conforme ai requisiti della Direttiva EMC e vogliamo utilizzare una norma armonizzata, allora tale norma deve essere la più specifica possibile. Il primo step da fare è quindi consultare l’elenco delle norme armonizzare, individuare quella che più si adatta alla tipologia di prodotto e, nel caso non ci siano norme specifiche utilizzare quelle generiche.
Alcuni esempi di norme armonizzate secondo la Direttiva EMC specifiche per una tipologia di prodotto sono:
- EN 60945 – Apparecchiature e sistemi di navigazione marittima e di radiocomunicazione -Prescrizioni generali – Metodi di prova e risultati delle prove richieste
- EN 55014-1 – Compatibilità elettromagnetica – Requisiti per gli elettrodomestici, gli utensili elettrici e gli apparecchi similari Parte 1: Emissione
- EN 55014-2 – Compatibilità elettromagnetica – Requisiti per gli elettrodomestici, gli utensili elettrici e gli apparecchi similari Parte 2: Immunità
- EN 55011 – Apparecchi industriali, scientifici e medicali (ISM) – Caratteristiche di radiodisturbo – Limiti e metodi di misura
- EN 50121-1 – Applicazioni ferroviarie, tranviarie, filoviarie e metropolitane – Compatibilità elettromagnetica Parte 1: Generalità
- EN 55015 – Limiti e metodi di misura delle caratteristiche di radiodisturbo delle apparecchiature elettriche di illuminazione e apparecchiature similari
Nel caso non ci siano norme specifiche per quel particolare apparecchio è sempre possibile utilizzare delle norme armonizzate generiche che prendono in considerazione l’ambiente di utilizzo residenziale oppure industriale. Tali norme generiche sono le seguenti:
- EN 61000-6-1 – Compatibilità elettromagnetica (EMC) Parte 6-1: Norme generiche – Immunità per gli ambienti residenziali, commerciali e dell’industria leggera
- EN 61000-6-2 – Compatibilità elettromagnetica (EMC) Parte 6-2: Norme generiche – Immunità per gli ambienti industriali
- EN 61000-6-3 – Compatibilità elettromagnetica (EMC) Parte 6-3: Norme generiche – Emissione per gli ambienti residenziali, commerciali e dell’industria leggera
- EN 61000-6-4 – Compatibilità elettromagnetica (EMC) Parte 6-4: Norme generiche – Emissione per gli ambienti industriali
Nella tabella seguente, a titolo di esempio vengono mostrati, per alcune norme armonizzate alla Direttiva EMC il relativo ambito di applicabilità.
| Numero della norma | Titolo | Campo di applicazione |
|---|---|---|
| EN 60945 | Apparecchiature e sistemi di navigazione marittima e di radiocomunicazione - Prescrizioni generali - Metodi di prova e risultati delle prove richieste | Apparecchi radio di bordo; apparecchi di navigazione di bordo; apparecchi di bordo installati in prossimità di antenne riceventi |
| EN 55014-1 | Compatibilità elettromagnetica - Prescrizioni per gli elettrodomestici, gli utensili elettrici e gli apparecchi similari Parte 1: Emissione | Elettrodomestici; utensili elettrici (utensili elettrici a motore o utensili portatili ad azionamento elettromagnetico, utensili trasportabili, tosaerba e macchinario da giardino); apparecchi similare (dispositivi di comando ad alimentazione esterna che utilizzano dispositivi a semiconduttori, apparecchi elettromedicali a motore, giocattoli elettrici/elettronici, distributori automatici, giochi automatici, proiettori cinematografici o per diapositive, caricabatterie e unità di alimentazione esterne destinati all’uso con i prodotti) |
| EN 55014-2 | Compatibilità elettromagnetica - Requisiti per gli elettrodomestici, gli utensili elettrici e gli apparecchi similari Parte 2: Immunità | |
| EN 55011 | Apparecchi industriali, scientifici e medicali (ISM) - Caratteristiche di radiodisturbo - Limiti e metodi di misura | Apparecchi elettrici industriali, scientifici e medicali funzionanti nella gamma di frequenza compresa tra 0 Hz e 400 GHz e alle apparecchiature per uso domestico e similare destinate a generare e/o utilizzare localmente energia a radiofrequenza |
| EN 50121-1 | Applicazioni ferroviarie, tranviarie, filoviarie e metropolitane - Compatibilità elettromagnetica Parte 1: Generalità | Sistemi ferroviari quali ferrovie, tranvie, filovie e metropolitane |
| EN 55015 | Limiti e metodi di misura delle caratteristiche di radiodisturbo delle apparecchiature elettriche di illuminazione e apparecchiature similari | Apparecchi di illuminazione con funzione prevalente di generare e/o distribuire luce; parte destinata all’illuminazione degli apparecchi a funzioni multiple; apparecchi a raggi ultravioletti e infrarossi; insegne pubblicitarie al neon; apparecchi di illuminazione stradale e di aree pubbliche, previsti per esterni; apparecchi di illuminazione dei mezzi di trasporto |
| EN 61000-6-1 | Compatibilità elettromagnetica (EMC) Data Pubblicazione 2019-06 Parte 6-1: Norme generiche - Immunità per gli ambienti residenziali, commerciali e dell'industria leggera | Apparecchiature elettriche ed elettroniche destinate all'uso in ambienti residenziali, commerciali, pubblici e dell'industria leggera ovvero ambienti come case, appartamenti, negozi, supermarket, uffici, hotel, ospedali, chiese, cinema, ... |
| EN 61000-6-3 | Compatibilità elettromagnetica (EMC) Parte 6-3: Norme generiche - Emissione per gli ambienti residenziali, commerciali e dell’industria leggera |
|
| EN 61000-6-2 | Compatibilità elettromagnetica (EMC) Parte 6-2: Norme generiche - Immunità per gli ambienti industriali | Apparecchiature elettriche ed elettroniche destinate all'uso in ambiente industriale ovvero un ambiente caratterizzato da una rete elettrica separata, alimentata da un trasformatore di alta o media tensione, dedicata all'alimentazione dell'impianto |
| EN 61000-6-4 | Compatibilità elettromagnetica (EMC) Parte 6-4: Norme generiche - Emissione per gli ambienti industriali |
Quali sono i passi necessari per garantire la compatibilità elettromagnetica di un prodotto?
Per garantire la compatibilità elettromagnetica di un prodotto occorre effettuare test e misure che diano evidenza del soddisfacimento dei requisiti essenziali della Direttiva EMC e quindi occorre verificare le performance di emissione ed immunità del prodotto.
Ecco alcuni passi generali che possono essere seguiti per garantire la compatibilità elettromagnetica di un prodotto:
- Identificazione delle norme armonizzate: Determinare le norme EMC applicabili al tuo prodotto in base alla sua tipologia ed all’ambiente di utilizzo previsto. Le norme EMC definiscono i limiti di emissione ed i requisiti di immunità elettromagnetica. L’utilizzo di norme armonizzate non è obbligatorio ma è fortemente consigliato in quanto è uno strumento che fornisce la presunzione di conformità ai requisiti essenziali della direttiva EMC.
- Progettazione EMC: Considerare la compatibilità elettromagnetica fin dalle prime fasi di progettazione del prodotto. Questo può includere la scelta di componenti o, ad esempio, layout della scheda PCB che riducono l’emissione di onde elettromagnetiche indesiderate. Alcuni esempi di accortezze utili in ambito EMC sono: utilizzo di filtri in grado di mitigare i disturbi sull’alimentazione, utilizzo di schermature e messa a terra dei telai e strutture metalliche, utilizzo di componenti in grado di lavorare ben al di sotto dei limiti stabiliti dal fabbricante, separazione tra linee di potenza e linee dati, lunghezza dei cavi non inutilmente eccessiva, isolamento di parti metalliche accessibili, etc.
- Analisi dei rischi: Identificare le possibili fonti di interferenze elettromagnetiche interne ed esterne al prodotto. Valutare i rischi associati e sviluppare strategie per mitigare tali interferenze.
- Emissione elettromagnetica (EMI): Condurre misurazioni e test per valutare l’emissione di onde elettromagnetiche dal prodotto. Questo include misure della radiazione elettromagnetica che il dispositivo emette sull’ambiente e misure dei disturbi che il dispositivo può immettere sulla rete (se collegato ad una sorgente di energia esterna, sono esclusi in questo caso i dispositivi a batteria).
- Immunità elettromagnetica: Verificare che il prodotto sia in grado di funzionare correttamente in presenza di interferenze elettromagnetiche esterne. Ciò viene verificato sottoponendo il dispositivo a test specifici per valutare la sua resistenza a campi magnetici, campi elettrici, scariche elettrostatiche, ecc.
- Documentazione tecnica: Preparare la documentazione tecnica richiesta per dimostrare la conformità EMC del prodotto. Ciò può includere rapporti di test, dichiarazioni di conformità, documentazione di progettazione EMC e specifiche da inserire nel manuale d’uso e manutenzione.
Qual è la differenza tra un’emissione elettromagnetica e un’immunità elettromagnetica?
L’emissione elettromagnetica riflette i disturbi elettromagnetici che il dispositivo può emettere nel funzionamento normale e che possono incidere sul corretto comportamento di altri dispositivi presenti nello stesso ambiente. L’emissione elettromagnetica è prodotta dal dispositivo nell’ambiente e / o sulla linea di alimentazione.
L’immunità elettromagnetica indica la capacità del dispositivo di sostenere i disturbi che ci si aspetta siano presenti nell’ambiente di utilizzo e quindi di funzionare correttamente. L’immunità elettromagnetica tiene in conto i disturbi che il dispositivo può subire provenienti dall’ambiente e / o disturbi che arrivano dalla linea di alimentazione (es. fulmini, buchi di tensioni, etc).
Quali sono i metodi di prova utilizzati per valutare la compatibilità elettromagnetica di un prodotto?
I metodi di prova utilizzati per valutare la compatibilità elettromagnetica si suddividono in metodi per l’emissione e per l’immunità elettromagnetica. Vediamo di seguito quali sono.
Metodi di prova per la valutazione dell’emissione elettromagnetica:
- Emissione irradiata. Si utilizzano antenne e relativo ricevitore per la misura della radiazione elettromagnetica emessa dal dispositivo con questo in funzionamento a pieno regime in un range di frequenze stabilito dalla norma di prodotto. Queste misure possono essere effettuate in camera anecoica / camera semi-anecoica / ambiente aperto. Le camere anecoiche sono delle strutture speciali costruite secondo determinati principi tali da isolare l’interno delle stesse dalla radiazione elettromagnetica che ci circonda. Le prove in campo aperto risentono della presenza delle emissioni dovuti alle trasmissioni radio e delle telecomunicazioni. Alti livelli di emissione radiata possono potenzialmente disturbare il funzionamento delle apparecchiature poste nelle vicinanze.
- Emissione condotta (sulla linea di alimentazione). Viene posto un trasformatore di isolamento ed un ricevitore a monte del conduttore di alimentazione del dispositivo per misurare il livello di disturbi elettromagnetici che il dispositivo può immettere sulla rete di alimentazione quando è in funzionamento a pieno regime. Alti livelli di emissione condotta possono potenzialmente disturbare il funzionamento delle apparecchiature che sono connesse alla stessa rete di alimentazione.
- Emissione condotta (sulla porta di telecomunicazione). In maniera analoga alla misura di emissione sull’alimentazione serve a verificare i disturbi emessi dal dispositivo tramite una porta di telecomunicazione. In questo caso viene utilizzata una LISN (Line Impedance Stabilization Network) ovvero un dispositivo di stabilizzazione dell’impedenza rappresentato da una impedenza di modo comune pari a 150 Ω.
- Distorsione armonica. Vengono misurati i livelli di distorsione della forma d’onda della corrente. Questi disturbi sono tipicamente trasmessi quando sono presenti carichi non lineari ovvero che variano durante il funzionamento e possono essere causati da componenti come alimentatori switching e gruppi di continuità. Disturbi del genere possono compromettere il funzionamento di trasformatori e convertitori.
- Fluttuazioni di tensione / Flicker. Si verificano le fluttuazioni di tensione sull’alimentazione. Queste fluttuazioni si verificano tipicamente come conseguenza di variazioni nell’assorbimento di corrente ovvero quando, durante il funzionamento, entrano in gioco componenti con assorbimenti importanti ma in maniera discontinua.
Metodi di prova per la valutazione dell’immunità elettromagnetica possono essere a loro volta suddivisi in test sull’involucro del prodotto e test sulle porte del prodotto.
Test di immunità sull’involucro:
- Immunità irradiate – Campo magnetico a frequenza di rete. Il dispositivo, posto in camera anecoica viene sottoposto a radiazione elettromagnetica tramite antenna.
- Immunità alle scariche elettrostatiche. Viene utilizzata una “pistola” in grado di generare delle scariche elettriche che simulano per ampiezza quelle elettrostatiche. Il test viene chiamato ESD (ElectroStatic Discharge) e prevede due test. Il primo test è l’applicazione della scarica per contatto sulle parti conduttive accessibili dell’involucro del prodotto. Il secondo test prevede l’applicazione della scarica “in aria” ovvero senza contatto diretto ma in prossimità delle superfici non conduttive. La prova in aria di solito viene effettuata su parti isolanti che racchiudono dei componenti elettronici come ad esempio gli schermi dei pannelli utente.
Test di immunità sulle porte:
- Immunità condotta – Disturbi a radiofrequenza di modo comune. Tramite un generatore di forme d’onda e, tipicamente, un amplificatore viene immesso tramite l’alimentazione del dispositivo un disturbo a radiofrequenze in un intervallo di frequenze definito dalla norma. La linea viene stabilizzata tramite l’utilizzo di una LISN.
- Immunità ai transitori veloci (burst). Viene immesso sulla linea un disturbo rappresentato da un treno di impulsi veloci con frequenza ed ampiezza definiti da norma.
- Immunità agli impulsi (surge). Viene immesso sulla linea un disturbo che simula quello di un fulmine ovvero una tensione molto alta in ampiezza e molto breve in durata.
- Immunità alle interruzioni di tensione (dips). Viene simulata l’assenza della tensione di rete per brevi cicli. Durata e frequenza dei buchi è definita dalla relativa norma di prodotto.
Questi appena descritti sono i principali test che vengono svolti per valutare la conformità elettromagnetica. Tuttavia bisogna tenere presente che non tutti i test sono sempre applicabili (ad esempio non si svolgono i test sull’alimentazione se il dispositivo è a batteria) ed inoltre che i livelli di emissione ed immunità vengono definiti all’interno della norma di prodotto e tengono in considerazione le caratteristiche comuni dell’ambiente elettromagnetico cui tipicamente si trovano ad operare quelle tipologie specifiche di prodotti.
Per valutare se un prodotto conforme alla Direttiva EMC occorre effettuare tutte le misure relative all’emissione e tutti i test relativi alle immunità richieste dalla relativa norma. Un prodotto è conforme se i livelli di emissione elettromagnetica sono inferiori ai limiti stabiliti dalla norma. Per quanto riguarda i test di immunità occorre valutare il livello di prestazione raggiunto dal prodotto. Ogni norma definisce per ogni test quale deve essere la performance minima che il prodotto deve garantire. Al termine di una prova di immunità si nota il comportamento del dispositivo e si valuta la prestazione secondo dei criteri precisi.
Vediamo di seguito come sono definiti i criteri di valutazione delle prestazioni per la valutazione delle prove di immunità.
- Criterio di prestazione A: L’apparecchiatura funziona come previsto durante e dopo la prova. Non è permessa alcuna degradazione di prestazione o perdita di funzione al di sotto di un livello di prestazione specificato dal costruttore. Il livello di prestazione può essere sostituito da una perdita di prestazione accettabile specificata dal costruttore oppure dedotta dalla descrizione e dalla documentazione del prodotto. (Il dispositivo è praticamente insensibile ai disturbi subiti)
- Criterio di prestazione B: L’apparecchio funziona come previsto dopo la prova. Non è permessa alcuna degradazione di prestazione o perdita di funzione al di sotto di un livello di prestazione specificato dal costruttore. Il livello di prestazione può essere sostituito da una perdita di prestazione accettabile. Tuttavia, durante la prova è ammessa una degradazione della prestazione. Non è permessa alcuna modifica dello stato di funzionamento in atto o dei dati immagazzinati. (Il dispositivo potrebbe avere un lieve e temporaneo malfunzionamento ma al termine della prova deve funzionare correttamente senza che siano necessari interventi.
- Criterio di prestazione C: È permessa una temporanea perdita di funzione, purché la funzione sia ripristinabile autonomamente o tramite l’azionamento dei dispositivi di comando (ripristino manuale).
Come posso identificare se un prodotto è conforme alle norme di compatibilità elettromagnetica?
Per verificare se un prodotto che vogliamo commercializzare è conforme occorre svolgere test e misure come spiegato nel paragrafo precedente. Se, invece, vogliamo capire se un prodotto che abbiamo acquistato è conforme alla Direttiva EMC occorre analizzare quanto riportato nella dichiarazione di conformità del prodotto, verificare che sia stata citata la Direttiva 2014/30/UE e le eventuali norme utilizzate per la presunzione di conformità fossero valide alla data di immissione sul mercato e siano coerenti con la tipologia di prodotto.
Norme base di riferimento per l’esecuzione dei test EMC
Tutti i test e le misure svolte per verificare la compatibilità elettromagnetica di un prodotto devono essere effettuate secondo precisi metodi di prova stabiliti in altre norme. Di seguito vengono riportati i riferimenti normativi per i metodi di prova più comuni per le EMC.
Norme base per i test di emissione.
| Porta | Test | Norma base |
|---|---|---|
| Involucro | Emissione irradiate | CISPR 16-1-1 CISPR 16-1-4 CISPR 16-2-3 |
| Porta c.a. | Emissione condotta | CISPR 16-1-1 CISPR 16-1-2 CISPR 16-2-1 |
| Distorsione armonica | IEC 61000-3-2 | |
| Flicker | IEC 61000-3-3 | |
| Porta c.c. | Emissione condotta | CISPR 16-1-1 CISPR 16-1-2 CISPR 16-2-1 |
| Porta di segnale | Emissione condotta | CISPR 22 |
Norme base per i test di immunità.
| Porta | Test | Norma base |
|---|---|---|
| Involucro | Immunità a campi magnetici a frequenza di rete | IEC 61000-4-8 |
| Immunità ai campi elettromagnetici irradiati a radiofrequenza | IEC 61000-4-3 | |
| Immunità a scariche di elettricità statica | IEC 61000-4-2 | |
| Porta c.a. | Immunità ai disturbi condotti, indotti da campi a radiofrequenza | IEC 61000-4-6 |
| Immunità a transitori/raffiche di impulsi elettrici veloci | IEC 61000-4-4 | |
| Immunità ad impulso | IEC 61000-4-5 | |
| Immunità ai disturbi condotti, indotti da campi a radiofrequenza | IEC 61000-4-6 | |
| Porta c.c. | Immunità a transitori/raffiche di impulsi elettrici veloci | IEC 61000-4-4 |
| Immunità ad impulso | IEC 61000-4-5 | |
| Immunità ai disturbi condotti, indotti da campi a radiofrequenza | IEC 61000-4-6 | |
| Porta di segnale | Immunità a transitori/raffiche di impulsi elettrici veloci | IEC 61000-4-4 |
| Immunità ad impulso | IEC 61000-4-5 | |
| Immunità ai disturbi condotti, indotti da campi a radiofrequenza | IEC 61000-4-6 |
Occorre tenere presente che l’elenco non è esaustivo e le norme base ed i metodi di prova potrebbero essere applicati totalmente oppure in parte. Bisogna sempre fare riferimento a quanto riportato nella norma di prodotto per sapere quali test eseguire e quali norme utilizzare per poter svolgere tali test.
Breve panoramica sulla Direttiva EMC 2014/30/UE
La Direttiva EMC 2014/30/UE è una normativa dell’Unione Europea che riguarda la compatibilità elettromagnetica dei prodotti elettrici ed elettronici. Ecco una breve panoramica della direttiva:
- Scopo: La direttiva EMC ha lo scopo di garantire che i prodotti elettrici ed elettronici immessi sul mercato dell’Unione Europea siano progettati e fabbricati in modo da funzionare correttamente ed avere adeguate prestazioni in presenza di interferenze elettromagnetiche.
- Ambito di applicazione: La direttiva si applica a una vasta gamma di prodotti, inclusi dispositivi domestici, apparecchi industriali, strumentazione di laboratorio, apparecchi di telecomunicazione, componenti elettronici, ecc.
- Emissione e immunità: La direttiva EMC definisce i requisiti per l’emissione di disturbi elettromagnetici dei prodotti (ovvero quanto un prodotto emette onde elettromagnetiche indesiderate) e per la loro immunità alle interferenze elettromagnetiche esterne (ovvero quanto il prodotto è resistente a interferenze esterne).
- Limiti e standard: La direttiva stabilisce limiti di emissione elettromagnetica che i prodotti devono rispettare. Inoltre, fa riferimento a norme armonizzate che forniscono dettagli tecnici specifici per la valutazione della conformità EMC dei prodotti.
- Valutazione della conformità: I produttori sono tenuti a effettuare una valutazione della conformità per dimostrare che i loro prodotti rispettano i requisiti della direttiva EMC. Ciò può includere la valutazione dei dati tecnici, dei test di laboratorio e della documentazione tecnica.
- Marcatura CE: Se un prodotto rispetta i requisiti della direttiva EMC, il produttore può apporre il marchio CE (Conformité Européene) per indicare la conformità ai requisiti europei.
- Documentazione tecnica: I produttori devono preparare una documentazione tecnica adeguata, che comprende informazioni sulla progettazione, i test e la conformità EMC del prodotto. Tale documentazione deve essere disponibile per le autorità di vigilanza competenti.