1. EMC là gì?

EMC – Electromagnetic Compatibility (tương thích điện từ) là khả năng thiết bị điện, điện tử hoạt động ổn định trong môi trường điện từ mà không gây nhiễu quá mức cho các thiết bị khác.

Tủ EMC là tủ điện được thiết kế để hạn chế nhiễu điện từ EMI/RFI phát sinh từ thiết bị bên trong, đồng thời bảo vệ thiết bị khỏi nhiễu điện từ từ môi trường bên ngoài. Tủ EMC đặc biệt phù hợp với các hệ thống sử dụng biến tần (VFD), bộ điều khiển servo, PLC, mạng Ethernet công nghiệp, bộ nguồn chuyển mạch, thiết bị đo lường và các thiết bị điện tử nhạy cảm.

2. Tủ điện thông thường khác tủ EMC như thế nào?

Một tủ điện bằng kim loại có thể tạo ra một mức che chắn điện từ nhất định, nhưng vỏ kim loại không đồng nghĩa với khả năng bảo vệ EMC. Một tủ EMC được thiết kế đồng bộ với nhiều thành phần: vỏ và cửa tủ, gioăng EMC/RFI, liên kết đẳng thế và nối đất, bề mặt tiếp xúc dẫn điện, vị trí đưa cáp vào tủ và tấm gland, các mối nối và phụ kiện. Đặc biệt, các khe hở tại cửa, mối nối hoặc vị trí đưa cáp vào tủ có thể trở thành đường dẫn cho nhiễu điện từ.

Vì vậy, hiệu quả EMC phụ thuộc vào tổng thể thiết kế tủ, khả năng làm kín, liên kết đẳng thế, nối đất và phương pháp lắp đặt.

3. Cấu tạo cơ bản của tủ EMC:

3.1. Vỏ tủ (enclosure body): Vỏ tủ tạo lớp che chắn điện từ bao quanh thiết bị. nVent HOFFMAN cung cấp các giải pháp EMC bằng thép carbon, thép không gỉ và polycarbonate có lớp phủ dẫn điện EMC.

3.2. Gioăng EMC/RFI (gasket): Đây là một trong những điểm khác biệt quan trọng so với tủ thông thường. Gioăng EMC vừa hỗ trợ làm kín, vừa duy trì khả năng che chắn nhiễu điện từ quanh cửa và các vị trí tiếp xúc. 

Một số dòng nVent HOFFMAN sử dụng gioăng lò xo ngón bằng thép không gỉ hoặc gioăng lưới thép đan.

3.3. Liên kết đẳng thế và nối đất (Bonding & Grounding): Cửa, thân tủ và các bộ phận kim loại cần duy trì kết nối điện phù hợp. Các điểm nối đất, điểm liên kết đẳng thế và bề mặt tiếp xúc dẫn điện giúp duy trì tính liên tục của hệ thống che chắn.

3.4. Bề mặt tiếp xúc dẫn điện (Conductive Contact Surfaces): Các khu vực cần tiếp xúc điện có thể được xử lý bằng bề mặt mạ dẫn điện nhằm hạn chế ảnh hưởng của lớp sơn và duy trì liên kết điện giữa các bộ phận kim loại.

3.5. Vị trí đưa cáp vào tủ (cable entry): Vị trí đưa cáp vào là một trong những điểm dễ làm suy giảm hiệu quả EMC nhất.

Vì vậy cần xem xét đồng bộ: Tủ EMC + giải pháp đưa cáp vào tủ + liên kết đẳng thế/nối đất + cáp có lớp chống nhiễu.

4. Tủ EMC được ứng dụng ở đâu?

Tủ EMC phù hợp với những hệ thống mà nhiễu điện từ có thể ảnh hưởng đến độ tin cậy, tính ổn định hoặc độ chính xác của thiết bị.

Tự động hóa và chế tạo máy. Các ứng dụng phổ biến gồm: PLC và HMI, bộ điều khiển servo, biến tần, hệ thống điều khiển chuyển động, máy tính công nghiệp, hệ thống I/O, hệ thống điều khiển máy

Điều khiển công nghiệp: Các hệ thống điều khiển quá trình và tự động hóa có nhiều thiết bị điện tử, thiết bị đóng cắt và bộ truyền động có thể cần kiểm soát nhiễu EMI/RFI.

Dữ liệu và truyền thông: Ethernet công nghiệp, thiết bị mạng, hệ thống truyền thông, hệ thống thu thập dữ liệu

Đo lường và thiết bị đo: Các hệ thống đo lường sử dụng tín hiệu mức thấp thường đặc biệt nhạy cảm với nhiễu điện từ.

Điện tử công suất: Các ứng dụng phổ biến gồm: biến tần, bộ điều khiển servo, bộ lưu điện (UPS), bộ nguồn chuyển mạch, bộ biến đổi công suất

Giao thông và vận tải: Các hệ thống như: đường sắt, xe điện, hạ tầng sạc xe điện, các hệ thống điện tử giao thông có thể yêu cầu kiểm soát EMI/RFI tùy theo yêu cầu thiết kế.

5. Các dòng tủ EMC của nVent HOFFMAN

nVent HOFFMAN cung cấp nhiều giải pháp EMC, từ tủ nhỏ đến hệ thống tủ mô-đun kích thước lớn.

5.1. Concept EMC: Concept EMC là dòng tủ treo tường bằng thép carbon, phù hợp cho các ứng dụng điều khiển công nghiệp và tự động hóa. Đặc điểm: kết cấu thép carbon, gioăng EMC/RFI, điểm nối đất, kết cấu hàn liên tục, NEMA Type 4, 12, 13/IP66. Ứng dụng: Điều khiển công nghiệp, tự động hóa và điều khiển máy.

5.2. InLine EMC: InLine EMC là dòng tủ nhỏ gọn, có các phiên bản nắp bắt vít và cửa bản lề. Đặc điểm: gioăng EMC/RFI, điểm liên kết đẳng thế, bề mặt tiếp xúc được mạ dẫn điện, khả năng che chắn trên 50 dB tại 1 GHz đối với các thiết kế được nVent công bố, NEMA Type 1 / IP40. Phù hợp với các thiết bị điều khiển và thiết bị điện tử nhỏ cần khả năng che chắn EMI/RFI.

5.3. Continuous Hinge with Clamps EMC: Dòng tủ này sử dụng bản lề liên tục + khóa kẹp + gioăng EMC. Một số model bằng thép carbon có khả năng che chắn trên 80 dB tại 1 GHz. Phù hợp với: điều khiển công nghiệp, tự động hóa, chế tạo máy, thiết bị điện tử công nghiệp

5.4. Stainless Steel EMC: Dòng tủ EMC bằng thép không gỉ dành cho những môi trường yêu cầu khả năng chống ăn mòn cao. Một số dòng đạt NEMA Type 4, 4X, 12, 13 - IP66. Phù hợp cho các ngành thực phẩm và đồ uống, hóa chất, dược phẩm, ứng dụng ngoài trời, môi trường ăn mòn

5.5. Wallmount Hinged with Clamps EMC: Đây là giải pháp tủ EMC treo tường có kích thước lớn hơn, với các phiên bản bằng thép không gỉ. Một số model sử dụng kết cấu thép không gỉ 304 và hệ thống gioăng EMC. Phù hợp với các ứng dụng điều khiển công nghiệp và tự động hóa có yêu cầu cao về khả năng che chắn EMI/RFI.

5.6. QLine D / QLine E EMC: Không phải tủ EMC nào cũng cần sử dụng vỏ kim loại. QLine D EMC và QLine E EMC sử dụng vật liệu polycarbonate kết hợp với lớp phủ dẫn điện EMC. Đặc điểm: polycarbonate chống va đập, lớp phủ dẫn điện EMC, gioăng EMC, IP66/NEMA Type 4, 4X, 12, 13. Đây là lựa chọn phù hợp khi cần kết hợp: Bảo vệ EMC + chống ăn mòn + tủ phi kim loại.

5.7. ProLine EMC: Đối với các hệ thống tủ mô-đun kích thước lớn, nVent HOFFMAN cung cấp các thành phần cửa, nắp, vách bên, nóc, đế và phụ kiện chống nhiễu EMI/RFI cho hệ thống ProLine. Giải pháp này cho phép xây dựng các tủ điều khiển mô-đun kích thước lớn với khả năng che chắn EMI/RFI.

6. Tủ EMC và Tủ thông thường

7. EMC không chỉ là lựa chọn một chiếc tủ

Một tủ EMC không tự động đảm bảo toàn bộ hệ thống đạt yêu cầu EMC. Hiệu quả thực tế còn phụ thuộc vào: Tủ + Gioăng + Liên kết đẳng thế + Nối đất + Đưa cáp vào tủ + Cáp chống nhiễu + Bộ lọc + Bố trí thiết bị + Phương pháp lắp đặt.

Do đó, EMC nên được xem xét ngay từ giai đoạn thiết kế hệ thống, thay vì chỉ xử lý ở giai đoạn cuối. Một tủ EMC được thiết kế đúng cần kết hợp với cáp chống nhiễu, nối đất, liên kết đẳng thế, bộ lọc và phương pháp lắp đặt phù hợp để đạt hiệu quả che chắn mong muốn ở cấp độ toàn hệ thống.

8. Kết luận

Tủ EMC không đơn thuần là một chiếc tủ kim loại thông thường. Đây là một giải pháp được thiết kế để: Hạn chế nhiễu EMI/RFI phát sinh từ bên trong và Bảo vệ các thiết bị nhạy cảm khỏi nhiễu điện từ từ bên ngoài.

Với danh mục từ InLine EMC, Concept EMC, Continuous Hinge EMC, Stainless Steel EMC, Wallmount EMC, QLine D/E EMC đến ProLine EMC, nVent HOFFMAN cung cấp các giải pháp cho nhiều ứng dụng, từ hộp đấu nối nhỏ đến hệ thống tủ điều khiển mô-đun kích thước lớn.

Đối với các hệ thống sử dụng biến tần, servo, PLC, Ethernet công nghiệp, điện tử công suất và thiết bị đo lường, tủ EMC nên được xem là một phần của giải pháp thiết kế hệ thống, không chỉ đơn thuần là lựa chọn vỏ tủ.