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Type: TESE DIGITAL
Title: Avaliação de EMC em veículos automotivos : simulação e testes
Title Alternative: Evaluation of EMC in vehicles : simulation and tests
Author: Amaral, Luiz Carlos Ferreira, 1965-
Advisor: Pissolato Filho, José, 1951-
Filho, Jose Pissolato
Abstract: Resumo: O bom funcionamento de veículos, depende da boa integração e interação entre todos os sistemas eletroeletrônicos que compõem o veículo, de modo que não haja a interferência eletromagnética entre eles (Interferência Eletromagnética Irradiada) e também os mesmos não sofram influência de sinais os quais são expostos no meio físico que operam (Sensibilidade a Imunidade irradiada) causando funcionamento não satisfatório dos mesmos no veículo. Assim durante a fase de desenvolvimento e validação de um veículo as montadoras consideram como parte integrante do plano de desenvolvimento e validação, testes de Compatibilidade Eletromagnética, de forma garantir que não haja degradação das funções dos sistemas no veículo devido a interferência eletromagnéticas internas ou externas. As correções observadas e necessárias serem implementadas durante o desenvolvimento e validação do veículo se tornam tão maiores quanto mais avançados estiver a fase do projeto em seu cronograma e consequentemente maiores serão os custos. Como solução para este problema, e com objetivo principal de otimizar custos durante a fase desenvolvimento e validação do veículo, além de se conseguir prever eventuais problemas de EMC, antes mesmo da construção de protótipos utilizados para os testes, utiliza-se algumas ferramentas de simulação para interferência Eletromagnética. Utilizando-se softwares de Simulação eletromagnética, podem-se antever possíveis problemas que somente iriam ser constatados após montagem de protótipos juntamente com a realização dos primeiros testes de desenvolvimento e validação. Esta dissertação tem como principal objetivo, apresentar a correlação entre testes físicos realizados em veículos durante as fases de desenvolvimento e validação, dentro de uma Câmara Semi Anecóica (INPE) e testes simulados em software específicos para análise eletromagnética como (HFSS-ANSYS) para simular interferência eletromagnética, além de identificar as variáveis relevantes a se considerar no modelo matemático do veículo para simulação, de modo a se obter simulações mais representativas possíveis em relação aos testes físicos. Estas simulações são realizadas baseadas na resolução das Equações de Maxwell básicas do eletromagnetismo e são resolvidas numericamente por computadores. Estas correlações podem mostrar o grau de confiabilidade, que pode se ter entre simulações realizadas e testes práticos em veículos, e as variáveis de cada sistema que podem interferirem no bom funcionamento de suas funções, e desta forma minimizar ao máximo os problemas que seriam detectados somente em testes futuros realizados em protótipos extremamente caros construídos para este propósito. O automóvel é criado num ambiente virtual, conhecido globalmente como um ambiente constituído de softwares CAD (Computer Aided Design), onde ele é detalhado num ambiente 3D desde suas partes mecânicas como (chassis, carrocerias, motor, acabamento, chicote e até o posicionamento de suas partes eletroeletrônicas dentro do veículo. Esse modelo virtual é "importado" dentro de um software especifico de análise do tipo CAE (Computer Aided Engineering), onde ele é transformado num modelo matemático chamado de modelo de elementos finitos. Nesse software é possível determinar as condições de contorno às quais o modelo será submetido, como: frequência e amplitude do campo magnético, entre outras. Este procedimento resultará em um "mapa" 3D onde é possível verificar as frequências e as respectivas amplitudes do campo magnético/elétrico em qualquer posição do veículo, inclusive nos componentes elétricos. Para estabelecer o grau de confiabilidade entre testes práticos e simulados, foram realizadas correlações entre testes físicos e simulados. Para estas correlações foram considerados 02 testes com veículos diferentes realizados na câmara Semi Anecóica do INPE (Instituto Nacional de pesquisas Espaciais) e as respectivas simulações dos testes práticos através do Software HFSS A simulação através do Software HFSS dos testes realizados no INPE, evidenciou a influência e dependência de todas as variáveis do sistema necessárias a se considerar na simulação de modo a se obter resultados mais próximos possível dos testes práticos. Pode-se verificar através a comparação dos resultados obtidos entre os testes práticos e os simulados um bom grau de representatividade e confiabilidade por parte da simulação onde verificou através da simulação ressonâncias na faixa de 75MHz e 92MHz o qual também se constatou no teste prático

Abstract: The smooth operation of vehicles, depends on the successful integration and interaction between all electrical and electronic systems that make up the vehicle so that there is no electromagnetic interference between them (Electromagnetic Interference Radiated) and also they do not suffer influence of signals which are exposed on the wire operating (Sensitivity to radiated immunity) causing unsatisfactory operation of the same vehicle. Thus during the phase of development and validation of a vehicle automakers as an integral part of the development plan and validation, electromagnetic compatibility testing, so ensure there is no degradation of system functions in the vehicle due to internal or external electromagnetic interference. The observed and necessary corrections be implemented during the development and validation of the vehicle become greater as the more advanced phase of the project you are on your schedule and consequently the higher the costs. As a solution to this problem, and with the main objective of optimizing costs during the development phase and validation of the vehicle, and be able to predict any EMC problems, even before the construction of prototypes used for testing, it is beginning to use tools simulation to electromagnetic interference. Using electromagnetic simulation software, one can foresee possible problems that would only be observed after prototype assembly along with the completion of the first development and validation tests. This work has as main objective, to show the correlation between physical tests conducted on vehicles during the stages of development and validation, within a Chamber Semi Anechoic (INPE) and simulated testing on specific software as (HFSS, ANSYS) to simulate electromagnetic interference, and identify the variables relevant to consider in the mathematical simulation model as to obtain more representative simulations of physical tests. These simulations are performed based on the resolution of the basic equations of electromagnetism Maxwell and are numerically solved by computers. These relationships can show the degree of reliability, which can be between simulations and practical tests on vehicles, and the variables of each system that can interfere with the proper functioning of its functions, and thus minimize the most of the problems would be detected only in future tests on extremely expensive prototypes built for this purpose. The car is created in a virtual environment, known globally as an environment consisting of CAD software (Computer Aided Design), where it is detailed in a 3D environment from its mechanical parts as (chassis, bodywork, engine, trim, whip and even positioning its electric-electronic parts inside the vehicle. This virtual model is "imported" within a specific analysis software of the type CAE (Computer Aided Engineering), where it is transformed into a mathematical model called a finite element model. In this software, it can determine the boundary conditions to which the model will be submitted, such as frequency and amplitude of the magnetic field, among others. Finally, this will result in a "map" 3D where you can check the frequencies and their amplitudes of the magnetic / electric field anywhere in the vehicle, including the electrical components. To establish the degree of reliability between practical and simulated tests, correlations were made between physical tests and simulated. For this correlation were considered 02 different tests on vehicles made in Semi Anechoic chamber of INPE (National Institute of Space Research) and its simulations of practical testing through Software HFSS The simulation software HFSS through the tests conducted at INPE, revealed the influence and dependence of all system variables needed to be considered in the simulation in order to get as close as possible to the practical test results. It can be seen by comparing the results obtained from practical tests and simulated a good degree of representativeness and reliability by simulating where verified by simulating resonances in the range of 75MHz and 92MHz, which is found in the practical test
Subject: Compatibilidade eletromagnética
Simulação
Interferência eletromagnética
Editor: [s.n.]
Date Issue: 2015
Appears in Collections:FEEC - Tese e Dissertação

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