Cieľ aktivity

Kód projektu: 26220120055Skratka: CE III

Centrum excelentnosti integrovaného výskumu a využitia Centrum excelentnosti integrovaného výskumu a využitia progresívnych materiálov a technológií v oblasti progresívnych materiálov a technológií v oblasti

automobilovej elektronikyautomobilovej elektronikyAktivita 2.6Aktivita 2.6

Zriadenie Laboratória EMC elektronických zariadení a Zriadenie Laboratória EMC elektronických zariadení a biologických systémov biologických systémov

Cieľ aktivityCieľ 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.

RiešiteliaRiešitelia

prof. Ing. Roman Cimbala, PhD. – koordinátor Aktivity 2.6prof. Ing. Iraida Kolcunová, PhD.

prof. Ing. Karol Marton, DrSc.prof. Ing. Michal Kolcun, PhD.Dr. Ing. Bystrík Dolník, PhDIng. Juraj Kurimský, PhD.Ing. Jozef Balogh, PhDIng. Jaroslav Džmura, PhD.Ing. Jaroslav Petráš, PhD.Ing. Jana Varnavčinová

Opis aktivít a harmonogramOpis 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

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

EMKOM 1 - Vplyv vonkajších polí na riadiace a komunikačné systémy

24 Apr 2023 6

Vyžarovanie EM políCitlivosť na EM polia

Osobná výbava

Bezpečnostné systémy

interferences

Poruchy hardvéruPoruchy softvéruStrata funkčnosti

Komponenty

ZariadeniaKompozitné materiály

Plošné spoje

Radar


IO: zdroj – obeť

Čip

Čip

VyžarovaniePCB

PCB Systém

Prvok

Prvok

Systém

Integrované obvody generujú parazitné polia a súčasne sú citlivé na vonkajšie cudzie polia

Šum IO

Citlivý IO - obeť

Interferencia

Vyžarovanie

Väzba


Väzba poľom

Napäjacie napätie prenáša rušiace napätia

Šírenie EM vĺn vzduchom

Väzby Väzba spoločnou impedanciou

Integrita napájaniaElektromagnetická interferencia (EMI)


Riziko interferencie - Úrovne odolnosti a citlivosti (dB)

-40

-30

-20

-10

0

10

20

30

40

50

1 10 100 1000Frekvencia (MHz)

Riziko interferencie

Bezpečná rezerva Malá rezerva

Odolnosť

Odolnosť

Radiácia

Radiácia

EMKOM 1

VF meranieVF modelovanie2D, 3D modelovanieElektrické modelyNávrh IO

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 7 projektových tímov zaoberajúcich sa terminológiou, prepojením, batériami, komunikáciou, spoluprácou so Smart Grids, nabíjacími režimami, bezpečnostnými podmienkami, EMC/EMI, riadením a štandartizáciou


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


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


Smart gridsSmart metering

Automatické riadenie siete na úrovni spotreby aj výroby

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.

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

Pracoviská EMKOM

1. Laboratórium elektromagnetickej kompatibility

2. Laboratórium techniky vysokých napätí3. Laboratórium výbojovej a ionizačnej činnosti4. Laboratórium diagnostiky

Pracoviská EMKOMPracoviská EMKOM

1. 1. Laboratórium elektromagnetickej kompatibilityLaboratórium elektromagnetickej kompatibilityPokročilé 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


1. 1. Laboratórium elektromagnetickej kompatibilityLaboratórium elektromagnetickej kompatibilityMeranie 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

EMKOM Laboratórium elektromagnetickej EMKOM Laboratórium elektromagnetickej kompatibilitykompatibility

Súčasné vybavenie laboratóriaSúčasné 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.


Plánovaný nákup pre Laboratórium elektromagnetickej kompatibilityPlánovaný nákup pre Laboratórium elektromagnetickej kompatibility

EMC bezodrazová komora Spektrálny analyzátor signálov EMC antény + zosilňovače Sondy E a H poľa GTEM komora pre biologické vzorky Mikrovlnný zosilňovač do 1 GHz


22. . LaboratóriumLaboratórium techniky vysokých napätí 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.

EMKOM Laboratórium EMKOM Laboratórium TVNTVN

Súčasné vybavenie laboratóriaSúčasné 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

EMKOM Laboratórium EMKOM Laboratórium TVNTVN

Zariadenie na modelovanie iskrových a plazivých výbojov pri aplikovaní jednosmerného, striedavého a impulzného napätia.

Analýza výbojovej aktivity – DayCor Classic kamera na záznam ultrafialového vyžarovacieho spektra (citlivosť na UV zdroje od 1.3pC zo vzdialenosti 10m)

Životnostné testy izolačných materiálov

EMKOMEMKOMLaboratórium výbojovej a ionizačnej činnostiLaboratórium výbojovej a ionizačnej činnosti

3. Laboratórium výbojovej a ionizačnej činnosti3. 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.


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


16 kanálový akustický systém SPARTAN-AT. Ideálny pre výskum 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 parametrické vstupy.

AE Research Tool


Plánovaný nákup pre Laboratórium výbojovej a Plánovaný nákup pre Laboratórium výbojovej a ionizačnej činnostiionizačnej činnosti

Analyzátor kvality siete (3f, 10 – 3000 Hz, 0.1%)

Merací systém výbojovej činnosti podľa IEC 60270, VDE 0434 a ANSI

Pracoviská EMKOMPracoviská EMKOM4. 4. Laboratórium diagnostikyLaboratórium 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.

EMKOM Laboratórium diagnostikyEMKOM Laboratórium diagnostiky

Keithley 617 elektrometercitlivivosť 100aA (10-16 A)

LCR meter 20Hz – 2 MHzOhmmeter 30 T / 5kV

Riz = 1 E - 10+18

EMKOM Laboratórium diagnostikyEMKOM Laboratórium diagnostiky

Tettex 2821, 9821Merač kapacity a činiteľa dielektrických stráts príslušenstvom f(U,T)

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 (Neurobiologický ústav SAV) Košice

Centrum excelentnosti ekológie živočíchov a človeka (PU v Prešove)

Cieľ aktivity

Documents