Прибираємо перешкоди: промислові фільтри для одно- і трифазних мереж

1. Фільтри загального призначення серії B
2. Фільтри серії T
3. Фільтри серії К
4. Фільтри серії EMC
5. Фільтри серії EDP
6. Фільтри серії FC
7. Фільтри серії AYO
8. висновок
9. література
10. Мережеві і сигнальні EMI / RFI-фільтри від TE Connectivity. Від плати до промислової установки

23 грудня 2013

Імпульсні джерела живлення, тиристорні регулятори, комутатори, потужні радіопередавачі, електродвигуни, підстанції, будь-які електророзряди поблизу лінії електропередач (блискавки, зварювальні апарати, і т.д.) генерують вузькосмугові і широкосмугові перешкоди різної природи і спектрального складу. Це ускладнює функціонування слаботочной чутливої ​​апаратури, вносить спотворення в результати вимірювань, викликає збої і навіть вихід з ладу як вузлів приладів, так і цілих комплексів обладнання.

За характером виникнення перешкоди поділяють на протифазні і синфазних. Перші утворюються як паразитне напруга між прямим і зворотним проводами мережі. Вони виникають, наприклад, при великій паразитної ємності між напівпровідниковим елементом і землею і при швидких змінах сигналу з великою амплітудою напруги. Струм протифазної перешкоди в сигнальних проводах збігається за напрямком зі струмом корисного сигналу. Напруга синфазної перешкоди виникає як різниця потенціалів між фазним проводом, зворотним проводом (так звана маса або нейтральний провід) і землею (корпус приладу, радіатор і т.п.). Струм синфазної перешкоди має однаковий напрямок в прямому і зворотному проводах мережі.

У симетричних електричних ланцюгах (незаземлені ланцюга і ланцюга з заземленою середньою точкою) протифазні перешкода виявляється у вигляді симетричних напружень (на навантаженні) і називається симетричною, в іноземній літературі вона називається «перешкодою диференціального типу» (differential mode interference). Синфазна перешкода в симетричній ланцюга називається асиметричною або «перешкодою загального типу» (common mode interference).

Симетричні перешкоди в лінії зазвичай переважають на частотах до декількох сотень кГц. На частотах ж вище 1 МГц переважають асиметричні перешкоди.

Досить простим випадком є ​​вузькосмугові завади, усунення яких зводиться до фільтрації основний (несучої) частоти перешкоди і її гармонік. Набагато більш складний випадок - високочастотні імпульсні перешкоди, спектр яких займає діапазон до десятків МГц. Боротьба з такими перешкодами є досить складне завдання.

Усунути сильні комплексні перешкоди допоможе тільки системний підхід, що включає в себе перелік заходів з придушення небажаних складових напруги живлення і сигнальних ланцюгів: екранування, заземлення, правильний монтаж живлять і сигнальних ліній і, звичайно ж, фільтрацію. Величезна кількість фільтруючих пристроїв різних конструкцій, добротності, області застосування і т.д. випускаються і використовуються у всьому світі.

Залежно від типу перешкод і області застосування, розрізняються і конструкції фільтрів. Але, як правило, пристрій являє собою комбінацію LC-ланцюгів, що утворюють фільтруючі каскади і фільтри П-типу.

Важливою характеристикою мережевого фільтра є максимальний струм витоку. У силових додатках цей струм може досягати небезпечної для людини величини. Виходячи зі значень струму витоку, фільтри класифікуються за рівнями безпеки: застосування, допускають контакт людини з корпусом пристрою і застосування, де контакт з корпусом небажаний. Важливо пам'ятати, що корпус фільтра вимагає обов'язкового заземлення.

Компанія TE-Connectivity, грунтуючись на більш ніж 50-річному досвіді компанії Corcom в проектуванні і розробці електромагнітних і радіочастотних фільтрів, пропонує найширший спектр пристроїв для застосування в різних галузях промисловості і вузлах апаратури. На російському ринку представлений ряд популярних серій від цього виробника.

Фільтри загального призначення серії B

Фільтри серії В (рисунок 1) - надійні і компактні фільтри за доступною ціною. Великий діапазон робочих струмів, хороша добротність і багатий вибір типів приєднання забезпечують широку область застосування цих пристроїв.

Рис. 1. Зовнішній вигляд фільтрів серії B

Серія B включає в себе дві модифікації - VB і EB, технічні характеристики яких наведені в таблиці 1.

Таблиця 1. Основні технічні характеристики мережевих фільтрів серії B

НайменуванняМаксимальний
струм витоку, мАРобочий діапазон частот, МГцЕлектрична міцність ізоляції (протягом 1 хвилини), ВНомінальна напруга, ВНомінальний струм, А~ 120 В 60 Гц~ 250 В 50 Гц«провідник-корпус»«провідник-провідник» VB

0,4 0,7 0,1 ... 30 2250 1450 ~ 250 1 ... 30 EB 0,21 0,36

Електрична схема фільтру наведена на малюнку 2.

Рис. 2. Електрична схема фільтру серії B

Ослаблення сигналу перешкоди в дБ наведено на малюнку 3.

Рис. 3. Ослаблення сигналу перешкоди фільтрами серії B

Фільтри серії T

Фільтри цієї серії (рисунок 4) - високопродуктивні радіочастотні фільтри для силових ланцюгів імпульсних джерел живлення. Перевагами серії є чудове придушення протифазних і синфазних перешкод, компактні розміри. Малі струми витоку дозволяють застосовувати серію T в пристроях з низьким енергоспоживанням.

Рис. 4. Зовнішній вигляд фільтра серії Т

Серія включає дві модифікації - ET і VT, технічні характеристики яких наведені в таблиці 2.

Таблиця 2. Основні технічні характеристики мережевих фільтрів серії T

НайменуванняМаксимальний
струм витоку, мАРобочий діапазон частот, МГцЕлектрична міцність ізоляції (протягом 1 хвилини), ВНомінальна напруга, ВНомінальний струм, А~ 120 В 60 Гц для струмів 3;6;10 А (15; 20 А)~ 250 В 50 Гц для струмів 3;6;10 А (15; 20 А)«провідник-корпус»«провідник-провідник» ET

0,3 0,5 0,01 ... 30 2250 1450 ~ 250 3 ... 20 VT 0,75 (1,2) 1,2 (2,0)

Електрична схема фільтру серії T наведена на малюнку 5.

Рис. 5. Електрична схема фільтру серії T

Ослаблення сигналу перешкоди в дБ при навантаженні лінії на узгоджувальний резистор опором 50 Ом наведено на малюнку 6.

Рис. 6. Ослаблення сигналу перешкоди фільтрами серії T

Фільтри серії К

Фільтри серії К (рисунок 7) - силові фільтри радіочастотного діапазону загального призначення. Вони орієнтовані на застосування в силових ланцюгах з високоомній навантаженням. Дуже добре підходять для випадків, коли на лінію наводиться імпульсна, безперервна і / або пульсуюча перешкода радіочастотного діапазону. Моделі з індексом EK відповідають вимогам стандартів для застосування в портативних пристроях, медичному обладнанні.

Рис. 7. Зовнішній вигляд мережевих фільтрів серії К

Фільтри з індексом С оснащені дроселем між корпусом і заземлювальним проводом. Основні електричні параметри мережевих фільтрів серії К наведені в таблиці 3.

Таблиця 3. Основні електричні параметри мережевих фільтрів серії К

НайменуванняМаксимальний
струм витоку, мАРобочий діапазон частот, МГцЕлектрична міцність ізоляції (протягом 1 хвилини), ВНомінальна напруга, ВНомінальний струм, А~ 120 В 60 Гц~ 250 В 50 Гц«провідник-корпус»«провідник-провідник» VK

0,5 1,0 0,1 ... 30 2250 1450 ~ 250 1 ... 60 EK 0,21 0,36

Електрична схема фільтру серії К приведена на малюнку 8.

Рис. 8. Електрична схема фільтру серії К

Ослаблення сигналу перешкоди в дБ при навантаженні лінії на узгоджувальний резистор опором 50 Ом наведено на малюнку 9.

Рис. 9. Ослаблення перешкоди фільтрами серії K

Фільтри серії EMC

Фільтри цієї серії (рисунок 10) - компактні та ефективні двоступеневі силові фільтри радіочастотного діапазону. Мають ряд переваг: високим коефіцієнтом ослаблення синфазних перешкод в області низьких частот, високим коефіцієнтом ослаблення протифазних перешкод, компактними розмірами. серія EMC орієнтована на застосування в пристроях з імпульсними джерелами живлення.

Рис. 10. Зовнішній вигляд фільтрів серії EMC

Основні технічні характеристики наведені в таблиці 4.

Таблиця 4. Основні електричні параметри мережевих фільтрів серії EMC

Номінальні струми фільтра, АМаксимальний
струм витоку, мАРобочий діапазон частот, МГцЕлектрична міцність ізоляції (протягом 1 хвилини), ВНомінальна напруга, ВНомінальний струм, А~ 120 В 60 Гц для струмів 3;6;10 А (15; 20 А)~ 250 В 50 Гц для струмів 3;6;10 А (15; 20 А)«провідник-корпус»«провідник-провідник»

3; 6; 10 0,21 0,43 0,1 ... 30 2250 1450 ~ 250 3 ... 30 15; 20; 30 0,73 1,52

Електрична схема фільтру серії EMC приведена на малюнку 11.

Рис. 11. Електрична схема двоступеневих фільтрів серії EMC

Ослаблення сигналу перешкоди в дБ при навантаженні лінії на узгоджувальний резистор опором 50 Ом наведено на малюнку 12.

Рис. 12. Ослаблення сигналу перешкоди фільтрами серії EMC

Фільтри серії EDP

фільтри серії EDP (Рисунок 13) - радіочастотні фільтри загального призначення для монтажу на друковані плати. Мають мініатюрними габаритами і поліпшеною фільтрацією синфазних перешкод при низькій собівартості і малих токах витоку.

Рис. 13. Зовнішній вигляд мережевих фільтрів серії EDP

Основні електричні параметри мережевих фільтрів серії представлені в таблиці 5.

Таблиця 5. Основні електричні параметри мережевих фільтрів серії EDP

0,22 0,38 0,1 ... 30 2250 1450 ~ 250 1 ... 10

Електрична схема фільтру серії EDP приведена на малюнку 14.

Рис. 14. Електрична схема мережевих фільтрів серії EDP

Ослаблення сигналу перешкоди в дБ при навантаженні лінії на узгоджувальний резистор опором 50 Ом наведено на малюнку 15.

Рис. 15. Ослаблення сигналу перешкоди фільтрами серії EMC

Фільтри серії FC

Однофазний мережевий фільтр для частотних перетворювачів застосуємо в умовах підвищених електромагнітних завад, захищає програмовані логічні контролери (ПЛК) від негативних впливів з боку живильної мережі змінного струму (рисунок 16).

Рис. 16. Зовнішній вигляд фільтра серії FC

Особлива конструкція сполучних клем забезпечує безпеку підключення і експлуатації. Серія знайшла широке застосування в галузі промислової автоматики. Основні технічні характеристики наведені в таблиці 6.

Таблиця 6. Основні електричні параметри мережевих фільтрів серії FC

Без індексу 3,80 6,70 0,01 ... 30 2250 1450 ~ 250 6 ... 50 Індекс B 3,90 7,00

Електрична схема фільтру серії FC приведена на малюнку 17.

Рис. 17. Електрична схема мережевих фільтрів серії FC

Ослаблення сигналу перешкоди в дБ при навантаженні лінії на узгоджувальний резистор опором 50 Ом наведено на малюнку 18.

Рис. 18. Ослаблення сигналу перешкоди фільтрами серії FC

Фільтри серії AYO

Компактні трифазні слабкострумові мережеві фільтри призначені для фільтрації мережевих перешкод в трифазних загальнопромислових мережах з нейтральним проводом (рисунок 19).

Рис. 19. Зовнішній вигляд трифазного мережевого фільтра серії AYO

Особливістю силових фільтрів серії AYO є наявність ланцюгів фільтрації як силових ліній, так і нейтрали. Характеризуються малими струмами витоку, невеликими габаритними розмірами, що дозволяє використовувати їх в компактній апаратурі. Фільтр забезпечує ефективне придушення перешкод в широкому діапазоні частот від 100 кГц. Основні технічні характеристики мережевих фільтрів серії AYO розглянуті в таблиці 7.

Таблиця 7. Основні технічні характеристики мережевих фільтрів серії AYO

3; 6; 10 2,00 3,00 0,1 ... 30 1500 1450 ~ 440 3 ... 20 20 3,50 5,50

Електрична схема фільтру серії AYO приведена на малюнку 20.

Рис. 20. Електрична схема трифазного мережевого фільтра серії AYO

Ослаблення сигналу перешкоди в дБ при навантаженні лінії на узгоджувальний резистор опором 50 Ом наведено на малюнку 21.

Рис. 21. Ослаблення сигналу перешкоди фільтрами серії AYO

При виборі мережного фільтра необхідно враховувати його робоча напруга, номінальний струм і смугу робочих частот. Показником ефективності є коефіцієнт ослаблення перешкоди як відношення сигналу перешкоди на вході фільтра до його рівня на виході.

Характерна робоча температура для всіх розглянутих серій лежить в межах -10 ... 40 ° С. При температурі навколишнього середовища вище 40 ° С максимально допустимий робочий струм розраховується за формулою:

Компанія КОМПЕЛ підтримує на складі найбільш затребувані моделі розглянутих мережевих фільтрів виробництва компанії TE Connectivity. Ці позиції і їх короткі характеристики показані в таблиці 8.

Таблиця 8. Складські позиції КОМПЕЛ

B 1 250 1 57х64х17 5EB1 B 1 250 5 66х64х19 6ET1 T 1 250 6 90х85х46 10ET1 T 1 250 10 119х113х45 15VT1 T 1 250 15 138х100х55 15VT6 T 1 250 15 151х100х55 10VK6 K 1 250 10 87х71х29 20VK6 K 1 250 20 87х85х38 40VK6 K 1 250 40 135х106х38 3EMC1 EMC 1 250 3 85х70х29 10EMC1 EMC 1 250 10 97х85х38 15EMC1 EMC 1 250 15 126х113х45 20EMC1 EMC 1 250 20 126х113х45 3EDP EDP ​​1 250 3 36х31х24 6EDP EDP ​​1 250 6 36х31х24 10EDP EDP ​​1 250 10 36х31х24 6AYO1 AYO 3 440 6 85х85х38 10AYO1 AYO 3 440 10 85х85х38 20AYO1 AYO 3 440 20 85х85х38 6FC10 FC 1 250 6 116х78х45 12FC10 FC 1 250 12 139х100х55 16FC10 FC 1 250 16 139х100х55

висновок

Всі мережеві фільтри виробництва TE Connectivity відповідають стандартам UL, мають сертифікацію CSA і рекомендації щодо застосування VDE, що свідчить про безпеку, ефективність та якість виробів.

Слід ще раз відзначити, що боротьба з перешкодами - це комплекс заходів. Застосування одних тільки фільтрів не гарантує успіху, але є одним з ефективних способів придушення або значного зниження наводяться і випромінюваних перешкод для поліпшення електромагнітної сумісності обладнання. Слід також пам'ятати, що застосовність конкретної моделі фільтру для кінцевої завдання можна оцінити тільки експериментально. Наявність складських позицій у компанії КОМПЕЛ дає можливість отримати зразки і оцінити їх ефективність в найкоротші терміни.

література

1. http://www.compel.ru/

2. Corcom Product Guide, General purpose RFI filters for high impedance loads at low current B Series, TE Connectivity, 1654001, 06/2011, p. 15

3. Corcom Product Guide, PC board mountable general purpose RFI filters EBP, EDP & EOP series, TE Connectivity, 1654001, 06/2011, p. 21

4. Corcom Product Guide, Compact and cost-effective dual stage RFI power line filters EMC Series, TE Connectivity, 1654001, 06/2011, p. 24

5. Corcom Product Guide, Single phase power line filter for frequency converters FC Series, 1654001, 06/2011, p. 30

6. Corcom Product Guide, General purpose RFI power line filters - ideal for high-impedance loads K Series, 1654001, 06/2011, p. 49

7. Corcom Product Guide, High performance RFI power line filters for switching power supplies T Series, 1654001, 06/2011, p. 80

8. Corcom Product Guide, Compact low-current 3-phase WYE RFI filters AYO Series, 1654001, 06/2011, p. 111.

Отримання технічної інформації, замовлення зразків, поставка - e-mail: [email protected]

Мережеві і сигнальні EMI / RFI-фільтри від TE Connectivity. Від плати до промислової установки

Компанія TE Connectivity займає лідируючі позиції в світі з розробки та виробництва мережевих фільтрів для ефективного придушення електромагнітних і радіочастотних перешкод в електроніці та промисловості. Модельний ряд включає в себе більше 70 серій пристроїв для фільтрації як ланцюгів харчування від зовнішніх і внутрішніх джерел, так і сигнальних ланцюгів в найширшої сфері застосувань.

Фільтри мають наступні варіанти конструктивного виконання: мініатюрні для установки на друковану плату; корпусні різних розмірів і типів приєднання живильних ліній і ліній навантаження; у вигляді готових роз'ємів живлення і комунікаційних роз'ємів мережевого і телефонного обладнання; індустріальні, виконані у вигляді готових промислових шаф.

Мережеві фільтри випускаються для AC і DC додатків, одно- і трифазних мереж, перекривають діапазон робочих струмів 1 ... 1200 А і напруг 120/250/480 VAC, 48 ... 130 VDC. Всі пристрої характеризуються низьким падінням напруги - не більше 1% від робочого. Струм витоку, в залежності від потужності і конструкції фільтра, становить 0,2 ... 8,0 мА. Усереднений частотний діапазон за серіями - 10 кГц ... 30 МГц. Серія AQ розрахована на більш широкий діапазон частот: 10 кГц ... 1 ГГц. Розширюючи сфери застосування своїх пристроїв, TE Connectivity випускає фільтри для ланцюгів навантаження з низьким і високим опором. Наприклад, високоімпедансних фільтри серій EP, H, Q, R і V для нізкоімпедансних навантажень і нізкоімпедансние серії B, EC, ED, EF, G, K, N, Q, S, SK, T, W, X, Y і Z для високоімпедансних навантажень.

Комунікаційні роз'єми з вмонтованими сигнальними фільтрами випускаються в екранованому, спареному і низкопрофильном виконанні.

Кожен фільтр виробництва TE Connectivity піддається подвійному тестування: на етапі складання і вже у вигляді готового виробу. Вся продукція відповідають міжнародним стандартам якості і безпеки.

•••