Inhalt
  • Was ist Elektromagnetische Verträglichkeit (EMV)?
  • Gesetzliche Anforderungen: EMV-Richtlinie 2014/30/EU
  • EMV-Normierung
  • Welche Geräte können elektromagnetische Störungen verursachen
  • Warum sollten EMV-Prüfungen durchgeführt werden?
  • Wie funktioniert eine EMV-Messung?
  • Welche EMV-Störungen gibt es?
  • Schutzmaßnahmen bei der Elektromagnetischen Verträglichkeit
EMV Elektromagnetische Verträglichkeit

Elektromagnetische Verträglichkeit (EMV)

Was ist Elektromagnetische Verträglichkeit (EMV)?

Elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) ist ein Fachbegriff, der die Fähigkeit von elektronischen und elektrischen Geräten bzw. Systemen beschreibt, in ihrer Umgebung zu funktionieren, ohne andere Geräte durch elektromagnetische Störungen zu beeinträchtigen oder selbst von solchen gestört zu werden. EMV umfasst zwei Hauptaspekte: die Emission von elektromagnetischen Störungen (die von einem Gerät erzeugt werden) und die Immunität (die Widerstandsfähigkeit eines Geräts gegen externe Störungen).

Der Grundgedanke hinter EMV ist die Gewährleistung eines störungsfreien Betriebs sowie die eines hohen Sicherheitsstandards. Da immer mehr elektronische Geräte in unseren Alltag integriert werden, wächst die Notwendigkeit, sicherzustellen, dass diese Geräte miteinander harmonieren und sich nicht gegenseitig negativ beeinflussen. Dies betrifft nicht nur den privaten Bereich, sondern auch industrielle Anwendungen, medizinische Geräte, Telekommunikation und viele andere Sektoren.

Um den EMV-Standard einhalten zu können, werden verschiedene Methoden angewendet. Dazu gehören die Abschirmung von Geräten, die Verwendung von speziellen Filtern und die sorgfältige Gestaltung von Schaltungen. Außerdem spielt die Einhaltung gesetzlicher Vorgaben und Normen eine entscheidende Rolle. In der Praxis bedeutet dies, dass Hersteller ihre Produkte auf EMV hin testen und zertifizieren lassen müssen, bevor sie diese auf den Markt bringen dürfen.

Gesetzliche Anforderungen: EMV-Richtlinie 2014/30/EU

Die EMV-Richtlinie 2014/30/EU ist ein wesentliches Regelwerk der Europäischen Union, das die elektromagnetische Verträglichkeit von elektronischen Geräten und Systemen reguliert. Ziel der Richtlinie ist es, sicherzustellen, dass elektrische und elektronische Geräte den Anforderungen der EMV entsprechen, um eine ungestörte Funktion im Binnenmarkt zu gewährleisten.

Die EMV-Richtlinie legt insbesondere fest, dass Geräte so konzipiert und hergestellt sein müssen, dass sie keine unzulässigen elektromagnetischen Störungen verursachen und selbst ausreichend immun gegenüber solchen Störungen sind. Dies betrifft sowohl die Emissionen als auch die Immunität der Geräte. Hersteller sind verpflichtet, ihre Produkte entsprechend zu testen und eine Konformitätserklärung abzugeben, die besagt, dass alle relevanten EMV-Anforderungen erfüllt sind.

Ein zentraler Aspekt der Richtlinie für elektromagnetische Verträglichkeit ist die Harmonisierung der technischen Normen innerhalb der EU. Dies bedeutet, dass alle Mitgliedstaaten dieselben Anforderungen an die EMV von Geräten stellen, was den grenzüberschreitenden Handel erleichtert und die Produktsicherheit erhöht.

Die Einhaltung des EMV-Gesetztes ist nicht nur für die Hersteller verpflichtend, sondern auch für Importeure und Händler, die sicherstellen müssen, dass die Produkte, die sie in den Verkehr bringen, den gesetzlichen Anforderungen entsprechen. Bei Nichteinhaltung drohen Sanktionen, darunter Bußgelder und Vertriebsverbote.

EMV-Normierung

Die EMV-Normung setzt den Grundstein für die Sicherstellung einer elektromagnetischen Verträglichkeit bei Geräten und Systemen. Normen wie die EN 55032 für Multimedia-Geräte oder die EN 61000-6-1 und EN 61000-6-3 für industrielle und häusliche Anwendungen definieren spezifische Anforderungen und Prüfverfahren, die Hersteller einhalten müssen.

Diese Normen werden von internationalen und nationalen Normungsorganisationen wie der International Electrotechnical Commission (IEC) und dem Deutschen Institut für Normung (DIN) entwickelt. Sie stellen sicher, dass Geräte weltweit nach einheitlichen Standards getestet werden, was die Kompatibilität und Sicherheit erhöht.

Welche Geräte können elektromagnetische Störungen verursachen?

Aufgrund der technologischen Fortschritte und deren Integrierung in unterschiedlichen kleinen als auch großen Produkten kann eine elektromagnetische Störung in sehr unterschiedlichen Geräten ausgelöst werden und daher auf Elektromagnetische Verträglichkeit geprüft werden:

Haushaltsgeräte: Mikrowellen, Kühlschränke, Waschmaschinen und andere elektrische Geräte in Haushalten können elektromagnetische Felder erzeugen, die andere Geräte stören können.

Kommunikationsgeräte: Mobiltelefone, WLAN-Router und Funkgeräte senden elektromagnetische Wellen aus, die potenziell andere elektronische Systeme beeinflussen können.

Industrielle Maschinen: Elektromotoren, Schweißgeräte und andere große Maschinen in der Industrie erzeugen starke elektromagnetische Felder, die die Funktion von empfindlichen elektronischen Geräten beeinträchtigen können und dann ein potenzielles Sicherheitsrisiko darstellen.

Medizinische Geräte: MRI-Scanner, Herzschrittmacher und andere medizinische Geräte müssen besonders auf Ihre elektromagnetische Verträglichkeit geprüft werden werden, da sie lebenswichtige Funktionen überwachen und steuern.

Fahrzeuge: Moderne Autos sind mit zahlreichen elektronischen Systemen ausgestattet, die untereinander und mit externen Geräten kommunizieren. Elektromagnetische Störungen können hier zu ernsthaften Sicherheitsrisiken führen.

Durch die zunehmende Vernetzung von Geräten steigt die Anzahl der potenziellen Störquellen kontinuierlich an. Daher ist es wichtig, Geräte bereits während des Entwicklungsprozesses auf ihre elektromagnetische Verträglichkeit zu prüfen.

Warum sollten EMV-Prüfungen durchgeführt werden?

EMV-Prüfungen sind der entscheidende Faktor, um die elektromagnetische Verträglichkeit von Geräten zu Testen. Hier sind einige der Hauptgründe, warum solchen Prüfungen benötigt werden:

  • Gesetzliche Anforderungen: In vielen Ländern, einschließlich der EU, ist die Durchführung von EMV-Tests gesetzlich vorgeschrieben. Die Einhaltung dieser Vorschriften ist notwendig, um Produkte legal verkaufen zu können.
  • Sicherheitsaspekte: Elektromagnetische Störungen können die Funktion lebenswichtiger Geräte wie medizinischer Überwachungsgeräte oder Flugnavigationssysteme beeinträchtigen.
  • Qualitätssicherung: Detaillierte Prüfungen sind ein Zeichen für qualitativ hochwertige Produkte. Sie geben den Verbrauchern die Sicherheit, dass die Geräte zuverlässig und sicher sind.
  • Marktzugang: Produkte, die die EMV-Anforderungen erfüllen, haben einen leichteren Zugang zu internationalen Märkten. Dies ist besonders wichtig für Hersteller, die global tätig sind.
  • Vermeidung von Störungen: Elektronische Geräte, die nicht ausreichend auf EMV getestet wurden, können andere Geräte stören. Dies kann zu Fehlfunktionen, Datenverlust oder sogar zu Beschädigungen führen.

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Wie funktioniert eine EMV-Messung?

Bei der Messung einer elektromagnetischen Verträglichkeit werden Produkte in einen elektromagnetischen Reinraum platziert. Dieser Reinraum wird als Absorberraum bezeichnet und besitzt den Vorteil, dass es im Inneren des Raums keine Fremdstörer wie beispielsweise Radio-Signale gibt.

Durch die abgeschmierte Kammer wird also nur die Feldstrahlung des zu prüfenden Gerätes gemessen. Im Anschluss werden dann Antennen strategisch positioniert, um das senden und empfangen elektromagnetische Wellen hinsichtlich der Emissionen und Störfestigkeit zu prüfen.

Bei der Emissionsmessung werden die vom Gerät ausgesendeten Störungen in einem bestimmten Frequenzbereich aufgezeichnet. Bei der Störfestigkeitsmessung wird getestet, wie das Objekt auf externe elektromagnetische Störungen reagiert, indem gezielt Wellen auf das Gerät gerichtet werden.

Danach werden die Daten aufgezeichnet und analysiert, um festzustellen, ob das Gerät die festgelegten EMV-Grenzwerte einhält. Der Absorberaum bietet eine kontrollierte Umgebung, die externe Störungen ausschließt und Reflexionen minimiert, was zu präzisen und zuverlässigen Messergebnissen führt.

Welche EMV-Störungen gibt es?

Bei den Testen auf Elektromagnetische Verträglichkeit, gibt es verschiedene Arten von elektromagnetischen Störungen, die auftreten können:

  • Leitungsgebundene Störungen: Geräte oder Systeme oder Baugruppen sind mit einem Draht oder Kabel miteinander verbunden.
  • Strahlungsgebundene Störungen: Diese entstehen durch elektromagnetische Wellen über die Luft, die von einem Gerät ausgesendet werden und andere Geräte beeinflussen.
  • Induktive Kopplung: Hierbei werden elektromagnetische Felder durch induktive Effekte erzeugt, was insbesondere bei nahe beieinander liegenden Kabeln oder Komponenten ein Problem darstellen kann.
  • Kapazitive Kopplung: Diese Art der Störung tritt auf, wenn zwei leitende Objekte durch ein elektrisches Feld miteinander verbunden werden, wodurch ein unerwünschter Stromfluss entsteht.

Schutzmaßnahmen bei der Elektromagnetischen Verträglichkeit

Um EMV-Störungen zu vermeiden, sind verschiedene Schutzmaßnahmen erforderlich:

Schirmung: Spezielle metallische Gehäuse oder Folien können elektromagnetische Felder abschirmen und verhindern, dass Störungen nach außen dringen oder in das Gerät eindringen.

Erdung: Eine korrekte Erdung von Geräten und Systemen hilft, unerwünschte elektrische Ströme abzuleiten und die EMV zu verbessern.

Normkonforme Konstruktion: Die Einhaltung von EMV-Normen und -Richtlinien bereits in der Designphase trägt wesentlich zur Störungsvermeidung bei.

Entkopplung: Durch räumliche Trennung und spezielle Layout-Techniken können störanfällige Komponenten voneinander entkoppelt werden.

Filter: Elektrische Filter können hochfrequente Störungen aus Strom- und Signalleitungen entfernen und so die EMV verbessern.