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Type: Tese de Doutorado
Title: Investigação de uma nova metodologia para ensaios de suscetibilidadeeletromagnética em veículos automotivos
Authors: Roginelle Salatiel da Silva Pires
First Advisor: Jose Osvaldo Saldanha Paulino
First Referee: Renato Cardoso Mesquita
Second Referee: Hani Camille Yehia
Third Referee: Marco Aurélio de Oliveira Schroeder
metadata.dc.contributor.referee4: Leonardo Rodrigues Araújo Menezes
Abstract: O estudo da compatibilidade eletromagnética tem ganhado importância ao longo dos anos, devido, principalmente, ao crescimento da utilização da energia elétrica, de equipamentos eletrônicos e das telecomunicações. Isso acontece porque diversos tipos de dispositivos presentes em um mesmo ambiente precisam funcionar adequadamente. Assim, um equipamento deve ser robusto, para manter o bom funcionamento mesmo em ambientes com alto nível de campo eletromagnético, e também deve irradiar o mínimo de campo possível, para não causar interferências em outros equipamentos em sua proximidade. O desenvolvimento tecnológico e o conseqüente aumento dos sistemas eletrônicos embarcados nos veículos, tornaram a questão da compatibilidade eletromagnética um aspecto relevante também na indústria automobilística. Há diversas normas internacionais que regulamentam o funcionamento de automóveis e seus componentes eletrônicos, estabelecendo os procedimentos de ensaio e níveis de referência para campos eletromagnéticos. Novos produtos, antes de serem lançados no mercado, devem obedecer a estas normas. Os ensaios de suscetibilidade (ou imunidade) eletromagnética verificam a capacidade de um automóvel funcionar de maneira adequada em presença de campo eletromagnético intenso. Tais testes tornam-se cada vez mais importantes visto que é crescente o número de funções associadas à segurança humana que são controladas por sistemas eletrônicos. No intuito de utilizar o seu Laboratório de Antenas e Compatibilidade Eletromagnética (LACE) para realização de ensaios de suscetibilidade em veículos, na sua fábrica, em Betim, a FIAT Automóveis propõe uma nova metodologia de ensaio, utilizando apenas a parte dianteira do veículo e reduzindo a distância entre a antena e o carro. O principal objetivo desta tese é investigar experimentalmente a viabilidade da proposta apresentada. Para tal, é necessário conhecer profundamente os fenômenos eletromagnéticos que ocorrem durante um ensaio, avaliar o impacto da redução da distância no acoplamento entre a antena e o carro e o efeito introduzido pela modificação na estrutura do veículo devida ao corte. Inicialmente, foi realizada uma série de experimentos em Câmara Semi-Anecóica (CSA) de porte reduzido com o intuito de caracterizar o campo eletromagnético gerado por uma antena emissora, quanto a variações de distância, da condição de reflexão da câmara e da forma de objetos bidimensionais e tridimensionais, com diferentes tipos de aberturas. A seguir foram realizados diversos experimentos em um ambiente de testes ao ar livre, denominado Open Area Test Site (OATS), utilizando protótipos de veículos, em escala natural, e veículos reais inteiros e cortados, conforme a proposta. Nestes experimentos foi realizado o mapeamento do campo elétrico no interior dos objetos sob teste observando-se a variação de distância e a comparação dos resultados obtidos para objetos inteiros e cortados. Finalmente, foram medidos os campos no interior de veículos para a condição de ensaio normalizada, em CSA de grande porte, e a condição de ensaio proposta em CSA de pequeno porte, com o intuito de se verificar a existência de correlação direta entre as grandezas observadas.
Abstract: The study of electromagnetic compatibility has won importance through the years, due, mainly, to the growth of using electric energy, electronic equipments and telecommunications. This happens because many types of devices, present in the same environment, need to work properly. Thus, an equipment must be robust, to keep a good functioning even, in environments with a high level of electromagnetic field, and also must radiate the minimum field possible, for don't cause interferences in another equipments in its nearness. The technological development and the consequent increase of the electronic on-board systems in vehicles, made the question of electromagnetic compatibility a notable feature also in the automotive industry. There are several international rules which regulate the working of automobiles and its electronics components, establishing the test procedures and reference levels to electromagnetic fields. New products, before to be launched in the market, must obey these rules. The susceptibility (or immunity) electromagnetic tests verify the capability of a vehicle work properly in presence of an intense electromagnetic field. These tests became more important since is increasing the number of safety related functions controlled by electronic systems. To use its Laboratory of Antennae and Electromagnetic Compatibility to making susceptibility tests in vehicles, in its factory, in Betim, the FIAT Automobiles propose a new test methodology, only using the vehicle front part and reducing the distance between antenna and car. To investigate this proposal feasibility it's necessary to deep know the electromagnetic phenomena that happen during the tests, to evaluate the impact of the reduced distance in the coupling between antenna and car, and the effect introduced by the changing in the vehicle structure due to the split. The main objective of this thesis is experimentally investigate the feasibility of the presented proposal. This requires in depth knowledge of the electromagnetic phenomena that occur during a test, assess the impact of reducing the distance in the coupling between the antenna and the car and the effect introduced by the change in the structure of the vehicle due to the cut. Initially, it was held a series of experiments in a small Semi-Anechoic Chamber (CSA) in order to characterize the electromagnetic field generated by an antenna, about the changes in distance, the condition of reflection of the chamber and form of objects two-dimensional and three-dimensional, with different kinds of openings. Following, several experiments were conducted in an Open Area Test Site (OATS), using prototypes of vehicles in natural scale, and real vehicles, whole and cut as the proposal. In these experiments the electric field inside the object under test was mapped observing the change of distance and the comparison of results for objects intact and cut. Finally, the fields were measured inside vehicles for the condition of test standard, in a large CSA, and the condition of CSA testing proposal, in a small one, with the aim of verifying the existence of direct correlation between the quantities observed.
Subject: Engenharia elétrica
language: Português
Publisher: Universidade Federal de Minas Gerais
Publisher Initials: UFMG
Rights: Acesso Aberto
URI: http://hdl.handle.net/1843/BUOS-8CRMDD
Issue Date: 14-Aug-2008
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