Autorzy: Waldemar Frankiewicz, Zbigniew Lewandowski, Michał Kuc – WITU, Zielonka

Streszczenie: W artykule zamieszczono najważniejsze informacje na temat możliwości potencjalnego wpływu środowiska elektromagnetycznego na eksploatację napędu BLDC. W szczególności zaprezentowane zostały wyniki badań odporności bezzałogowego statku powietrznego BSP z napędem BLDC na wyładowania elektryczności statycznej ESD wykonane w akredytowanym Laboratorium Badań Kompatybilności Elektromagnetycznej i Pomiarów Pól Elektromagnetycznych Wojskowego Instytutu Technicznego Uzbrojenia. Omówiono zakres przeprowadzonych badań, uzyskane wyniki oraz wymagania normatywne w tym zakresie.

1. Wstęp

Napędy BLDC w swej historii przeszły dość znaczny rozwój i różnorodność potencjalnych zastosowań. Pierwsze komercyjne napędy tego typu pojawiły się już we wczesnych latach 60. XX wieku. Jednak pomimo licznych zalet obszar ich działania był stosunkowo ograniczony. Powodem była stosunkowo niewielka moc i jednocześnie dość wysoki koszt. Sytuacja zmieniła się diametralnie wraz z wprowadzeniem magnesów neodymowych oraz wysokonapięciowych tranzystorów. Jednak dopiero spadek cen elektroniki sterującej dał szansę na wykorzystania posiadanego potencjału zalet tych silników. Z powszechnych aplikacji mikronapędów do automatyki, robotyki otworzyła się era aplikacji także i w środkach transportowych [1]. Napędy BLDC są jednocześnie jednymi z nielicznych napędów elektrycznych, które zasadniczo bez elektronicznych układów sterujących nie mogą właściwie pracować. Wieloletnie doświadczenia badawcze różnorodnych elementów i układów elektronicznych w zakresie kompatybilności elektromagnetycznej wykazały, że są one wrażliwe na szereg zjawisk elektromagnetycznych. A zjawiska te, nie dość że powszechnie występują w otaczającym nas środowisku, to i na skutek gwałtownego rozwoju cywilizacyjnego zmienia się ich ilość i charakter. Dlatego istotne staje się rozwiązanie istniejących, jak i rozpoznanie potencjalnych problemów, związanych z poprawną pracą regulatorów i silników BLDC w środowisku elektromagnetycznym.

2. Środowisko elektromagnetyczne

2.1. Ogólny opis środowiska elektromagnetycznego

Środowisko elektromagnetyczne to ogół zjawisk elektromagnetycznych istniejących w danym obszarze i związanych z kompatybilnością elektromagnetyczną.

Kompatybilność elektromagnetyczna jest zdolnością danego urządzenia do poprawnej pracy w środowisku elektromagnetycznym i nieemitowanie do niego zaburzeń o ponadnormatywnych poziomach.

Z uwagi na potencjalnie bardzo szeroki zakres obecnego i przyszłego zastosowania napędów BLDC przedmiotem dalszego rozważania będzie środowisko elektromagnetyczne związane zarówno z obszarem Ziemi, jak i jej atmosfery, które potencjalnie może mieć istotny wpływ na pracę napędów BLDC.

Środowisko elektromagnetyczne z uwagi na przyczynę powstawania zjawisk dzielimy na naturalne i związane z działalnością człowieka.

Do najważniejszych zjawisk zaliczamy:

• wyładowania elektryczności statycznej – ESD;
• wyładowania atmosferyczne – LEMP;
• stałe pola elektryczne i magnetyczne;
• pola elektromagnetyczne o niskiej częstotliwości i o częstotliwości radiowej;
• mikrofalową energię kierowaną – HPM;
• impulsy związane z wybuchem nuklearnym – NEMP.
• Opis wybranych zjawisk tworzących środowisko elektromagnetyczne przytoczono w oparciu o normę NO-06-A218-4 [4]