Definizione della tipologia e della disposizione dei principali sistemi suscettori in ambito marittimo

Executive summary The current trend to implement the concept MEV (More Electric Vehicles) in the boats, namely the increase of electrical loads on board and the replacement of hydraulic/mechanical systems with electrical systems, leads to the arise of new problems of electromagnetic compatibility (EMC, ElectroMagnetic Compatibility), related primarily to the increase of power electronics on board. These issues must be considered at the very early stage of the electrical system project to ensure the safety and reliability requirements of the boats. Compliance with the limits imposed by the emission standards is an absolute necessity to allow electrical/electronic to be commercialized. However, it is not sufficient to design a product meeting emission limits alone. As a matter of fact, if a product has a susceptibility to external noise, its the performance will not be reliable anyway. In ordr to introduce the problem on susceptibility for maritime applications, in this technical report general information about naval electrical systems are provided firstly. With regard to the problems of electromagnetic compatibility of electrical/electronic systems used on board, conducted susceptibility aspects are detailed. In particular, after presenting a summary of reference standards in this area, it proposes a description of a simple model for predicting the terminal voltages induced by an incident electromagnetic field on a line and presents an example of a laboratory test of electrostatic discharge susceptibility on an electrical drive with asynchronous motor and PWM inverter. Then the report introduces some of the systems used to improve the electromagnetic immunity of the devices. Finally, the main susceptors to ElectroMagnetic Interference (EMI) into a vessel are identified along with their location on board. From the state-of-the-art study it is possible to assess that these issues still has wide margins of deepening. In particular, in order to properly analyse the electromagnetic susceptibility in maritime field, it is necessary to make a careful analysis of loads on board of vessels, whose behavior can be affected by electromagnetic interference, and to evaluate the more suitable measures to limit irradiated and conducted disturbances as follows: -By suppressing or effectively limiting the disturbance at the emission source through the use of filters and screens. -By acting on the the phenomenon of coupling; -By making the affected element less susceptible to noise, using filters, screens and/or overvoltage protection devices.

Executive summary La tendenza attuale ad implementare nelle imbarcazioni il concetto MEV (More Electric Vehicles), ossia l'incremento di carichi elettrici a bordo e la sostituzione di sistemi idraulici/meccanici con sistemi elettrici, pone nuove problematiche di compatibilità elettromagnetica (EMC, ElectroMagnetic Compatibility), legate in primo luogo all'incremento dell'elettronica di potenza a bordo. Tali problematiche devono essere affrontate sin dalle prime fasi di progetto dell'impianto elettrico per garantire i requisiti di sicurezza e affidabilità delle imbarcazioni. Il rispetto dei limiti imposti dalle norme sulle emissioni è una necessità assoluta per poter immettere in commercio un'apparecchiatura elettrica/elettronica. Tuttavia, non è sufficiente dal punto di vista della compatibilità elettromagnetica essere in grado di progettare un prodotto che soddisfi unicamente i limiti sull'emissione. Infatti, se un prodotto presenta una suscettività ai disturbi esterni, le prestazioni dello stesso non saranno comunque affidabili. Per introdurre il problema della suscettività su sistemi per applicazioni marittime, in questo rapporto tecnico, sono fornite in primo luogo le generalità sui sistemi elettrici navali. Con riferimento ai problemi di compatibilità elettromagnetica dei sistemi elettrici/elettronici utilizzati a bordo, vengono approfonditi gli aspetti della suscettività condotta. In particolare, dopo aver presentato un quadro riassuntivo sulla normativa di riferimento in questo ambito, si propone la descrizione di un semplice modello per la previsione delle tensioni terminali indotte da un campo elettromagnetico incidente su una linea e si presenta l'esempio di una prova effettuata in laboratorio di suscettività a scarica elettrostatica su un azionamento elettrico con motore asincrono ed inverter PWM. Vengono presentati alcuni dei sistemi utilizzati per incrementare l'immunità elettromagnetica dei dispositivi. Infine si individuano i principali suscettori di interferenze EMI in un peschereccio indicando la relativa collocazione a bordo. Dallo studio dello stato dell'arte sulla tipologia e disposizione dei principali sistemi suscettori in ambito marittimo si evince che tale tematica ha ancora ampi margini di approfondimento rispetto a quanto proposto nella letteratura tecnica. In particolare, per poter analizzare adeguatamente le problematiche legate alla suscettività elettromagnetica in ambito marittimo, è necessario fare un'attenta analisi dei carichi a bordo delle imbarcazioni, il cui funzionamento può essere alterato dalle interferenze elettromagnetiche, ed analizzare quali siano i provvedimenti da adottare per limitare la presenza dei disturbi irradiati e dei disturbi condotti ovvero: - Sopprimere o limitare efficacemente l'emissione della sorgente attraverso l'utilizzo di: filtri e schermi. - Rendere il fenomeno di accoppiamento il meno efficace possibile; - Rendere l'elemento influenzato meno suscettibile al disturbo, mediante l'utilizzo di: filtri, schermi e/o dispositivi di protezione dalle sovratensioni.