Elektromagnetické rušení a železniční modely

Logo článku o EMCRušení je jev, který se projevuje nesprávnou funkcí elektronického zařízení díky vnějším rušivým vlivům. Tato problematika je velice rozsáhlá, svázaná širokým množstvím doporučení, norem a testů. Cílem tohoto krátkého článku je přiblížit alespoň některé nejdůležitější zásady těm, kdo staví "mašinky", pokud možno pochopitelnou formou i pro modeláře nepoznamenané návrhy elektronických zařízení.


Každé elektronické zařízení vytváří (vysílá) při své funkci elektromagnetické vlny (signál), které se dále šíří - nejčastěji vzduchem a též po přívodních vodičích (např. kolejnice). Tento signál může být ve své podstatě užitečný (TV signál z vysílače, DCC signál pro digitální řízení), přesto může být považován za rušivý, pokud se dostane tam, kam nemá (jistě každý zná tabulky s upozorněním na zákaz používání vysílačů v okolí lomů, v letadlech atd.). Zároveň v elektronických zařízeních vzniká i záření nechtěné, které je pouze doprovodným jevem správné funkce - nejčastějším příkladem jsou právě komutátory stejnosměrných motorů. Při otáčení motoru na nich dochází k jiskření a díky tomu generují širokopásmové vysokofrekvenční rušení. Toto rušení se poté může projevovat např. praskáním rozhlasového přijímače, pruhy na analogové TV atd. (zkuste např. položit Váš mobil k radiopřijímači a zavolat na něj), ale též méně viditelnými jevy na různých speciálních zařízeních. Koleje v takovém případě fungují jako vysílací anténa, kterou posíláme rušení třeba k sousedům.

Přestože za poslední dekádu výrobci elektrozařízení úspěšně snaží zlepšovat odolnost svých konstrukcí, takže běžně se vyskytující úrovně rušení již nevedou k zablokování přístrojů či jejich poškození, není úplně vhodné generovat zbytečně rušení - zejména když pro jeho odstranění stačí vynaložit pár korun.

V případě modelů poháněných stejnosměrným elektromotorkem je tak za nutné minimum pro omezení vyzařování považován malý, ale kvalitní keramický kondenzátor (s kapacitou někde kolem 10 - 47 nF). Ten je schopen pohltit většinu z rušivých signálů, generovaných na komutátoru, šířích se z motorku zpět do přívodních vodičů a kolejí.

Srovnání průběhů napájecího napětí je vidět na následujících dvou obrázcích z osciloskopu - v prvním případě není na motoru osazeno nic jiného než připojené přívodní vodiče. Napěťové špičky na motoru tak dosahují bez problémů amplitudy v řádu +-5 V, výjimečné nejsou ani špičky +-20V, to vše při 12 V napájecím napětí - jeden dílek na obrázku odpovídá 5V. Tyto špičky jsou velice krátké, a jejich energie se vyzáří jako rušení do okolí - část ještě z přívodních vodičů, část potom z kolejí, které fungují jako anténa. Tyto krátké napěťové špičky také zbytečně zatěžují sběrače a přívodní kontakty.

Průběh signálu na motoru bez odrušení
Obrázek zachycuje průběh signálu na přívodních kontaktech motoru (bez filtrace). Jedná se o opakovaný sběr vzorků délky 50us po dobu cca 1 minuty. Osciloskop má zapnutou střídavou vazbu (stejnosměrná složka tak není vidět, a je vidět pouze rušení) a rozlišení 5V / dílek. Barvičky udávají četnost průchodů signálu danou hodnotou (histogram).
Toto rušení lze přitom velice jednoduše eliminovat - stačí připájet k vývodům motoru kvalitní keramický kondenzátor, který funguje jako filtr a tyto špičky odstraní. Vidět je to z následujícího obrázku - špičky jsou téměř neznatelné.

Průběh signálu na motoru s odrušením pomocí keramického kondenzátoru 47nF
Průběh signálu na kontaktech motoru si můžeme ukázat i v detailu - pozor na změněné měřítko, na ose Y je nyní nastavené rozlišení 0.2V / dílek (!). Mírné kolísání napětí je způsobeno kolísáním odběru motoru v závislosti na aktuální poloze komutátoru vůči kartáčům sběračů - vzhledem k průběhu a charakteristice však již není na závadu. Situaci lze ještě vylepšit připojením většího kondenzátoru paralelně k přívodům. Ten již nemusí být těsně u motoru a lze jej umístit i na jiné místo v lokomotivě, zároveň pokryje i krátké výpadky např. na izolovaných srdcovkách, podobně jako setrvačník.

Průběh signálu na motoru s odrušením pomocí keramického kondenzátoru 47nF - detail
Pro další vylepšení situace můžeme do série s motorem (mezi vývody motoru a přívodní vodiče) zapojit též malé tlumivky.

Pokud používáte digitální dekodér, je vhodné si tyto úpravy ověřit též v návodu k dekodéru - mohou ovlivňovat např. měření rychlosti pomocí BEMF signálu.
V případě DCC je ale situace s rušením stejně odlišná - sám řídící signál v kolejišti generuje rušení dostatek.
Shrnutí:
Při stavbě vlastních modelů lokomotiv nebo vylepšování stávajících se vyplatí investovat i do odrušení motorku. Pro základní odrušení postačuje kvalitní keramický kondenzátor o hodnotě cca 10-47 nF, který připojíte co nejblíže ke kontaktům motorku.
Zároveň je vhodné připojit kovový kryt motoru k jednomu z vývodů, nejlépe k tomu který je veden od neizolovaného kola - jinak se Vám motorek nebude točit :-).
Tento kondenzátor můžete zakoupit v různých prodejnách elektrosoučástek, případně jej naleznete i u nás. Zároveň jej (nebo vhodný ekvivalent) od dnešního dne naleznete jako součást balení každého námi dodaného motoru - považujeme jej totiž za důležitou součást pro jeho správnou funkci.
Pozn.: Dekodéry LENZ Silver a Gold dle dodávané dokumentace vyžadují odstranění odrušovacích prvků (kondenzátory, tlumivky). Pro změnu dekodéry používané na lokomotivách Bachmann s těmito prvky spolupracují bez problémů.

[Akt. známka: 5,00 / Počet hlasů: 3] 1 2 3 4 5
| Autor: Viktor Pohořelý | Vydáno dne 08. 06. 2010 | 8199 přečtení | Počet komentářů: 154 | Přidat komentář | Informační e-mailVytisknout článek
Vyhledat text

Web je archivován Národní Knihovnou
    
Partnerské stránky
   Hekttorova Vytopna
   http://sonna.com.ua/
   Modelove kralovstvi Zdar nad Sazavou
   Trainmania Michala Bednáře
   LokoPin Martina Pinty
   Honzíkovy vláčky
   DK Model - leptané modely
   Houmrovy stránky
   Modeove kolejiste Podbaba

Tento web site byl vytvořen prostřednictvím phpRS - redakčního systému napsaného v PHP jazyce. Na této stránce použité názvy programových produktů, firem apod. mohou být ochrannými známkami nebo registrovanými ochrannými známkami příslušných vlastníků.

Web site powered by phpRS PHP Scripting Language MySQL Apache Web Server