<p>This thesis aims to develop a control system for measuring electromagnetic compability (EMC). This has meant that a controller designed around an ATmega8 microcontroller has been manufactured and programmed. It has also meant the development of a comprehensive control software in the program MATLAB. The control system has been tested with satisfactory results and can now, monitor and control measurements of the EMC-type.</p> / <p>Detta examensarbete syftar till att utveckla ett styrsystem för mätning av elektromagnetisk kompabilitet (EMC). Detta har inneburit att ett styrkort uppbyggt kring en ATmega8 mikrokontroller har tillverkats och programmerats. Det har även inneburet utveckling av en övergripande kontrollmjukvara i programmet MATLAB. Styrsystemet har testats med tillfredsställande resultat och kan nu, övervaka och kontrollera mätningar av EMC-typ.</p>

This thesis aims to develop a control system for measuring electromagnetic compability (EMC). This has meant that a controller designed around an ATmega8 microcontroller has been manufactured and programmed. It has also meant the development of a comprehensive control software in the program MATLAB. The control system has been tested with satisfactory results and can now, monitor and control measurements of the EMC-type. / Detta examensarbete syftar till att utveckla ett styrsystem för mätning av elektromagnetisk kompabilitet (EMC). Detta har inneburit att ett styrkort uppbyggt kring en ATmega8 mikrokontroller har tillverkats och programmerats. Det har även inneburet utveckling av en övergripande kontrollmjukvara i programmet MATLAB. Styrsystemet har testats med tillfredsställande resultat och kan nu, övervaka och kontrollera mätningar av EMC-typ.

The dissertation deals with an account of actual problem, which can arise within EMC and power quality. The cause of power interruption and what can be done to minimise the power interruption is discussed. It also includes a definition of planning levels and which factors one needs to have control over to carry out a possible planning strategy and how the local distributions net could be more secure. The electrical net could be secure but no system can be free from interruption. The dissertation examines two distribution transformers: GLA40T1 (Glansås) and T399 in Tranås Energy which don’t have regulators. It applies a planning level for voltage variation in the voltage of second level with +/-5 % of nominal voltage. The purpose is to reduce the consequence of high voltage variation and to keep the costs at an acceptable level. The research also makes even clear the similarity between results of the theoretical calculations and results of the practical measurements taken from Tranås Energy. The examination shows that the supposed planning level is fulfilled. / Examensarbetet behandlar de faktiska problem som kan uppstå inom EMC (Electro Magnetic Compatibility) och el-kvalité, orsaken till elavbrott diskuteras och vad som kan göras för att minimera avbrotten. Arbetet innehåller också en definition av planeringsnivåer och vilka faktorer man behöver ha kontroll över för att genomföra ett eventuellt planeringsutrymme, och hur lokala distributionsnät kan bli säkrare. Näten kan bli säkrare men inget system kan bli avbrottsfritt. I examensarbetet undersöks två fördelningstransformatorer: GLA40T1(Glansås) och T399 i Tranås energi. Båda transformatorerna saknar regulator. Man tillämpar en planeringsnivå för spänningsvariationen på spänningen på sekundära sidan som är +/-5 % av nominell spänning. Avsikten är att minska konsekvenserna av höga spänningsvariationer och att hålla kostnaden på en acceptabel nivå. Undersökningen omfattar också en jämförelse mellan de teoretiska beräkningsresultaten och de verkliga mätningarna som är hämtade från Tranås energi. Undersökningen visar att antagna planeringsnivån är uppfyllda

<p>The dissertation deals with an account of actual problem, which can arise within EMC and power quality. The cause of power interruption and what can be done to minimise the power interruption is discussed. It also includes a definition of planning levels and which factors one needs to have control over to carry out a possible planning strategy and how the local distributions net could be more secure. The electrical net could be secure but no system can be free from interruption.</p><p>The dissertation examines two distribution transformers: GLA40T1 (Glansås) and T399 in Tranås Energy which don’t have regulators. It applies a planning level for voltage variation in the voltage of second level with +/-5 % of nominal voltage. The purpose is to reduce the consequence of high voltage variation and to keep the costs at an acceptable level. The research also makes even clear the similarity between results of the theoretical calculations and results of the practical measurements taken from Tranås Energy. The examination shows that the supposed planning level is fulfilled.</p> / <p>Examensarbetet behandlar de faktiska problem som kan uppstå inom EMC (Electro Magnetic Compatibility) och el-kvalité, orsaken till elavbrott diskuteras och vad som kan göras för att minimera avbrotten. Arbetet innehåller också en definition av planeringsnivåer och vilka faktorer man behöver ha kontroll över för att genomföra ett eventuellt planeringsutrymme, och hur lokala distributionsnät kan bli säkrare. Näten kan bli säkrare men inget system kan bli avbrottsfritt.</p><p>I examensarbetet undersöks två fördelningstransformatorer: GLA40T1(Glansås) och T399 i Tranås energi. Båda transformatorerna saknar regulator. Man tillämpar en planeringsnivå för spänningsvariationen på spänningen på sekundära sidan som är +/-5 % av nominell spänning. Avsikten är att minska konsekvenserna av höga spänningsvariationer och att hålla kostnaden på en acceptabel nivå. Undersökningen omfattar också en jämförelse mellan de teoretiska beräkningsresultaten och de verkliga mätningarna som är hämtade från Tranås energi. Undersökningen visar att antagna planeringsnivån är uppfyllda</p>

Detta examensarbete handlar om trådlös batteriladdning. Arbetet har utförts genom Jörgensen Industrielektronik AB, ett företag som specialiserat sig på kundanpassade elektroniklösningar. Företaget utvecklade en ny produkt, där det skulle finnas som tillval att den kunde laddas trådlöst. En mottagare för trådlös laddning av produktens batterier utvecklades. Mottagaren utvecklades utifrån Qi-standarden som beskrivs i denna rapport. Mottagarens elektriska egenskaper bestämdes (t.ex. effektivitet och laddström). EMCtester av mottagaren utfördes för att undersöka hur mycket störningar mottagaren genererade. Arbetet resulterade i en mottagare som kunde ladda produktens batterier med en befintlig Qi-laddstation. Effektiviteten hamnade på en nivå som är vanlig för trådlös laddning, jämfört med ledningsbunden laddning så var effektiviteten lägre. Resultatet av EMCtesterna visade att mottagaren genererade elektromagnetiska störningar, men emissionsnivåerna var inom gränserna för de EMC-standarder mätningarna har jämförts med. / The subject of this thesis is wireless battery charging. The thesis has been made in collaboration with Jörgensen Industrielektronik Ltd, specialized in costumer adapted electronics. The company developed a new product, where wireless charging was an optional feature. In this thesis a wireless charging receiver was developed. The receiver was intended for charging the batteries in the product. The receiver was developed according to the Qi standard. The Qi standard is described in this report. EMC tests were performed on the receiver in order to examine the levels of emissions radiated. The work resulted in a receiver that was able to charge the product's batteries with an existing Qi charging station. The efficiency was normal for wireless charging, compared to wired charging the efficiency was lower. The EMC tests showed that the receiver radiates electromagnetic energy. The radiated emissions were within the limits of the EMC standards that the measurements have been tested against.

The work is aimed to propose a methodology for creating an equivalent of composite materials used for construction of small aircraft. Such equivalent should enable to create numerical models of small aircraft in the simulation of precertication EMC tests for aircraft resistance against the lightning. Eliminating situations threatening the aircraft and passengers in the initial steps of the design will allow savings in production costs and contribute to the safety of air transport. In order to nd the equivalent of composite materials, global optimization methods will be used.

Denna rapport utreder skärmning som en metod för att minska störningsupptaget hos en blodperfusionsmätare, och därmed öka dess pålitlighet vid medicinsk användning. Ett nytt kretskort för den analoga elektroniken skapades för att underlätta skärmningen, och samtidigt analyserades kretsens karakteristik och anpassades efter behov. Beräkningar och simuleringar utfördes för att undersöka kretskortets teoretiska störningspåverkan, och jämförelser mellan ett skärmat och ett oskärmat kort visar att skärmning gör att kretskortet tar upp markant mindre störningar. Praktiska tester planerades men utfördes inte eftersom COVID-19-epidemin orsakade tidsbrist. / This report examines shielding as a method to reduce interference absorption in a blood perfusion monitor, and consequently increase its reliability in clinical use. A new circuit board for the analog electronics was created to facilitate shielding, and simultaneously the circuit’s charac­teristics were analyzed and adjusted where necessary. Calculations and simulations were made to examine the circuit board’s theoretical interference impact, and com­parisons between a shielded and an unshielded board shows that shielding causes the circuit board to absorb noticeably less interference. Practical tests were prepared but not per­formed because the COVID-19 epidemic caused lack of time.

En god elektromagnetisk kompatibilitet (EMC) är en viktig faktor vid konstruktion av kretskort. EMC syftar på ett systems kompatibilitet med sin omgivning och en god EMC innefattar att ett elektriskt system inte interfererar med sig själv eller närliggande system. Kartläggning av EMC kan göras med en EMC-skanner vilken mäter det elektromagnetiska närfältet kring ett mätobjekt. Målet med det här projektet är att konstruera en EMC-skanner vars rörelsemekanism är baserad på CoreXY-teknik. Långsiktigt är målet att skannern ska kunna användas för att skapa 3D-kartor av EMC:n hos kretskort. EMC-skannerns mekaniska konstruktion utgick från en design från den digitala plattformen Thingiverse och bestod av aluminiumprofil och delar utskrivna med 3D-skrivare. För mätningar av det elektriska respektive magnetiska närfältet användes en närfältsprob. Rörelsen hos EMC-skannern styrdes av ett styrkort bestående av en Arduino och en RAMPS 1.4 med tre stegmotordrivare. Projektets arbetsgång bestod i att finna en lämplig design av skannern, skriva ut delar med 3D-skrivare, montera skannern, koppla och programmera komponenter för EMC-skannerns styrning samt att utföra en enklare provmätning. Slutprodukten blev en EMC-skanner med fungerande rörelser i x-, y- och z-led och vars rörelsemekanism i xy-planet baserats på CoreXY-teknik. Provmätningar visade att skannern kan användas för att mäta elektriska och magnetiska närfält från ett plant mätobjekt förutsatt att närfältsproben placeras tillräckligt nära detta. För att effektivt kunna använda EMC-skannern för att utföra mätningar på kretskort krävs vidareutveckling främst av skannerns styrning.

DE LA TESISEsta Tesis se centra en el estudio de las perturbaciones conducidas generadas por un ondulador de tensión en configuración de puente y alimentado de red a través de un rectificador no controlado. El objetivo de esta Tesis es poder identificar el origen de las perturbaciones y poder cuantificar de una forma relativamente rápida y sencilla el efecto de diversos factores (topología, lay-out, técnicas de modulación y tipo de componentes) sobre la propagación de las mismas. Para ello se ha desarrollado una metodología de estudio que es perfectamente válida y aplicable sin grandes dificultades a otro tipo de topologías, utilicen o no la conmutación dura. El método de estudio se basa en la estructura fuente-medio de propagación-perturbación y en el planteamiento de circuitos equivalentes de parámetros concentrados, cuyas ecuaciones son resueltas en el dominio frecuencial. En esta metodología, que permite discriminar la contribución de los dos modos de propagación (modo común, MC, y modo diferencial, MD) al nivel global de perturbación, se ha primado la sencillez y robustez de simulación del modelo frente a la exactitud. El método propuesto ofrece buenos resultados hasta una frecuencia de 5MHz aproximadamente.En el Capítulo 1 se introduce el problema planteado por las perturbaciones electromagnéticas generadas por los convertidores conmutados, se describe y caracteriza todo el instrumental (analizador de espectros, red artificial, pinza amperimetrica de alta frecuencia), la planta experimental así como la herramienta matemática utilizada. En el Capítulo 2 se aborda el tema de la caracterización del medio de propagación de las perturbaciones. En primer lugar se describe el método de medida de impedancias utilizado, que es una de las aportaciones de la Tesis, para después presentar los resultados obtenidos a la hora de caracterizar las impedancias significativas del sistema. A partir de estas medidas se obtienen circuitos equivalentes de parámetros concentrados que caracterizan el medio de propagación. En el Capítulo 3 se estudian las perturbaciones que generan individualmente el rectificador de entrada y el ondulador. El estudio se lleva a cabo sobre una configuración monofásica para una mayor simplicidad del mismo. En este Capítulo se caracteriza la fuente de perturbación en el caso de ambos convertidores y, junto con la caracterización del camino de propagación obtenida en el Capítulo 2, se calculan las perturbaciones generadas. Gracias a los modelos obtenidos es posible calcular el efecto de diversos parámetros sobre las perturbaciones y la contribución de ambos modos de propagación (modo común y diferencial) al nivel final de perturbación. En el Capítulo 4 se combinan los resultados obtenidos en el Capítulo 3 para obtener la perturbación que se propaga hacia la red en la asociación en cascada de ambos convertidores. Tanto en el Capítulo 3 como en el Capítulo 4 la validación del modelo se lleva a cabo por comparación de los resultados experimentales con los obtenidos por simulación.Una vez cumplidos los objetivos de la Tesis, el Capítulo 5 ilustra la validez de la metodología desarrollada en el Capítulo 3. En el Capítulo 5 se aplica esta metodología al estudio de las perturbaciones en MC generadas por el ondulador y que se propagan hacia la carga. Este Capítulo es una extensión al caso trifásico y un ejemplo de aplicación de gran interés industrial. En este Capítulo aparece una de las aportaciones de la Tesis: una técnica de modulación orientada a la reducción del MC generado por el ondulador. Para demostrar la validez del modelo se comparan las medidas de corriente en MC en el lado carga con los valores obtenidos a partir del modelo.Las conclusiones de la Tesis aparecen en el Capítulo 6. También se describen los trabajos futuros que se sugieren a partir de los resultados de la Tesis. / OF THE THESISThe subject of this Thesis is to study conducted disturbances produced by a voltage source inverter supplied from the mains through a rectifier. The main goal is to identify the origin of conducted disturbances and also quantify in a quick and easy way the influence of different factors (topology and lay-out of the converter, switching patterns, components) on EMI . In order to achieve this goal, a systematic analysis approach has been developed. This new methodology can be easily applied to any converter topology, whatever the kind of switching (soft or hard) is used. The analysis is based on the source of noise-propagation path-disturbance approach and consists in the setting out of two equivalent circuits of lumped parameters, one for each mode of propagation. This separate treatment of both modes of propagation allows the calculation of their contribution to the global level of disturbance. Equations drawn from these equivalent circuits are solved in the frequency domain. This approach avoids all the problems of time-domain simulations and provides robust and quick simulations rather than very accurate results. The simulation results of this methodology show a good agreement with experimental measures up to 5MHz.Chapter 1 describes problems caused by electromagnetic disturbances generated by switched power converters. The state of the art about this matter is presented. All instruments used to carry out measures (spectrum analyser, LISN, HF current clamp) are described and modelled. The experimental set-up is thoroughly described. Also some considerations about mathematical tools used are presented.Chapter 2 is devoted to study the propagation path of disturbances. First of all, the impedance measuring method is described, which is one of the contributions of the Thesis. After that, main impedances of the system are identified and measured. From these results, equivalent circuits of lumped parameters that model the main impedances of the propagation path are derived.In Chapter 3, disturbances generated in a single phase arrangement by the rectifier and the inverter working separately are studied. Source of noise in both cases are identified and modelled. Finally, disturbances are calculated taking into account results of Chapter 2.Results obtained in Chapter 3 are combined in Chapter 4 in order to obtain the disturbance reaching the mains when both converters (rectifier and inverter) are connected in cascade. Experimental validation of the model are presented in Chapters 3 and 4, by comparing results of measures with those provided by simulation.Once main goals of the Thesis are achieved, Chapter 5 shows the validity of the methodology developed in Chapter 3 when it is used to calculate the CM currents in the load side of a three-phase inverter. In this Chapter another contribution of the Thesis is presented: a new modulation technique for three-phase inverters specially intended to reduce CM currents in the load side. Comparison between simulation results and measurements show a good agreement.The conclusions of the Thesis are summarised in Chapter 6. The future works suggested by the results of the Thesis are also presented.

Kitron had wishes to be able to test and measure how disturbance affects their vehicle electronic units before they have been verified by SP Technical Research Institute of Sweden in Borås. This work started with the writing of a demand specification together with Kitron for a product PSQS, Power Supply Quality Simulator, which can generate some test pulses according to a standard for electronic units to Volvos vehicles. A design proposal was developed with the help the demand specification and was verified with the help of simulations. All electric schematics was designed with the guide of the design proposal. The pulses realized in the works of this thesis are those which Kitron experienced that they have a need to test in their own premises and which are possible to generate with the means available. All work took place at Kitron in Jönköping, the restriction of the work has been the cost of components not to be to high as well as the finished product shall be easily managed. This thesis work resulted in a unit which is possible to produce a number of disturbances on the voltage feed to a unit under test. Some pulses have not been completely correct according to Volvos standard. There are large possibilities to further develop PSQS to a unit that follows Volvos standard and even other vehicle producer’s standards.