فیلترهای برق تجهیزات صنعتی به عنوان اجزای حیاتی برای تضمین عملکرد پایدار خط تولید عمل می کنند. تجهیزاتی مانند مبدل های فرکانس، درایوهای سروو و PLC ها نویز و هارمونیک های با فرکانس بالا قابل توجهی را در حین کار ایجاد می کنند. بدون سرکوب مناسب، مشکلات جزئی ممکن است باعث عملکرد نادرست دستگاه های حساس شود، در حالی که موارد شدید می تواند کل خط تولید را فلج کند. وظیفه اصلی فیلترهای برق رهگیری نویز قبل از ورود به شبکه برق یا تهاجم به تجهیزات است.

دو شکل تداخل

نویز در خطوط برق به دو دسته تداخل حالت دیفرانسیل و تداخل حالت مشترک تقسیم می شود. تداخل حالت دیفرانسیل بین سیم زنده و سیم خنثی وجود دارد که عمدتاً توسط عملکردهای سوئیچینگ فرکانس بالا منابع تغذیه سوئیچینگ و مبدل های فرکانس ایجاد می شود. تداخل حالت معمول بین سیم زنده یا خنثی و سیم زمین رخ می دهد که اغلب در اثر عملیات استارت و توقف موتور و القای صاعقه ایجاد می شود. همین فیلتر عملکرد سرکوب متفاوتی را در برابر این دو نوع تداخل ارائه می دهد. هر دو منحنی تلفات درج حالت مشترک و حالت دیفرانسیل باید در طول انتخاب مدل به جای تمرکز بر یک نشانگر واحد بررسی شوند.

در داخل فیلتر، القاگرهای حالت معمولی نویز حالت معمول را سرکوب می کنند. دو سیم در یک جهت پیچیده شده است. شار مغناطیسی تولید شده توسط جریان معمولی با هم همپوشانی دارد تا امپدانس بالایی ایجاد کند، در حالی که شار مغناطیسی جریان حالت دیفرانسیل خنثی شده و به آرامی از آن عبور می کند. نویز حالت دیفرانسیل توسط خازن های X و سلف های حالت دیفرانسیل کنترل می شود. خازن های Y نویز باقیمانده حالت معمول را به سمت زمین منحرف می کنند. با این حال، ظرفیت خازن های Y توسط جریان نشتی محدود می شود. ظرفیت بیش از حد منجر به جریان نشتی بیش از حد می شود و خطرات ایمنی بالقوه را به همراه خواهد داشت.

پارامترهای اصلی برای انتخاب مدل

جریان رتبه بندی شده به عنوان عامل اصلی برای انتخاب مدل رتبه بندی می شود. دستگاه های صنعتی معمولاً هنگام راه اندازی جریان هجومی زیادی تولید می کنند. فیلترها باید چنین مقادیر اوج را بدون اشباع هسته مغناطیسی تحمل کنند. در انتخاب واقعی، حاشیه کافی باید برای جریان نامی بر اساس حداکثر جریان عملیاتی تجهیزات در نظر گرفته شود تا از خرابی فیلتر ناشی از اشباع هسته مغناطیسی جلوگیری شود.

از دست دادن درج به عنوان شاخص اصلی برای عملکرد فیلتر عمل می کند که در دسی بل اندازه گیری می شود. سازندگانی که منحنی‌های تلفات درج وابسته به فرکانس را ارائه می‌دهند، باید با توجه ویژه به این که آیا تضعیف الزامات در باندهای فرکانس نویز اصلی تجهیزات را برآورده می‌کند، بررسی شود. تجهیزات صنعتی به تضعیف کافی در محدوده فرکانس وسیع نیاز دارند. ساختار تک‌مرحله‌ای نوع Pi اغلب کافی نیست و برای برآوردن خواسته‌ها به فیلتر چند مرحله‌ای نیاز است.

جریان نشتی را می توان در سناریوهای صنعتی نسبتاً کاهش داد اما همچنان با استانداردهای ایمنی مطابقت دارد. برای سیستم های اتصال زمین سه فاز چهار سیمه، سیم خنثی و سیم زمین محافظ باید کاملاً از هم متمایز شوند. اتصال معکوس مستقیماً به عملکرد سرکوب حالت رایج آسیب می رساند.

گواهینامه های ایمنی را نمی توان نادیده گرفت. علامت CCC برای فروش داخلی الزامی است. گواهی CE برای صادرات به اتحادیه اروپا و گواهی UL برای بازارهای آمریکای شمالی مورد نیاز است. محصولات بدون گواهینامه خطرات انطباق دارند و عملکرد عایق تضمین شده ندارند.

نصب عملکرد نهایی را تعیین می کند

بسیاری از دستگاه‌ها در تست‌های EMC نه به دلیل معیوب بودن فیلترها، بلکه به دلیل نصب نادرست، شکست می‌خورند. قوانین زیر باید به شدت رعایت شود.

سیم های ورودی و خروجی باید به طور جداگانه با فاصله بیش از پنج سانتی متر مسیریابی شوند. بسته بندی موازی اکیدا ممنوع است. سیم کشی موازی ظرفیت توزیع شده بین دو مجموعه کابل ایجاد می کند و میانبری برای نویز فرکانس بالا برای دور زدن فیلتر فراهم می کند. در موارد جدی، فیلتر تقریباً تمام عملکردهای خود را از دست می دهد.

فیلترها باید نزدیک ورودی برق تجهیزات با حداقل طول سرب نصب شوند. کابل‌های بیش از حد طولانی که از کابینت‌های توزیع برق تا پایانه‌های ورودی فیلتر عبور می‌کنند، به نویز تولید شده توسط تجهیزات اجازه می‌دهند تا مجدداً از طریق کوپلینگ خازنی یا القایی به خطوط برق تزریق شود و فیلتر را بی‌استفاده می‌کند.

اتصال به زمین اولویت اول را دارد. محفظه فلزی فیلتر باید مستقیماً از طریق سیم‌های کوتاه و ضخیم اتصال زمین زرد-سبز به میله اتصال زمین اصلی تجهیزات متصل شود. لایه های رنگ و اکسید روی سطوح تماس باید برداشته شوند تا تماس فلز با فلز قابل اطمینان باشد. سیم های اتصال زمین بیش از حد، اندوکتانس توزیع شده را معرفی می کنند، که به شدت امپدانس زمین را در شرایط فرکانس بالا افزایش می دهد و اثر فیلتر حالت معمول را تا حد زیادی ضعیف می کند. مقاومت بسیار کم به زمین به عنوان پیش نیاز برای عملکرد صحیح فیلترها عمل می کند.

هنگامی که فیلترها در سمت خروجی مبدل های فرکانس اعمال می شوند، طول سیم کشی نباید از سی سانتی متر تجاوز کند. سیم های اتصال زمین بیش از حد به طور قابل توجهی ظرفیت سرکوب حالت معمول را کاهش می دهند.

تعمیر و نگهداری و تعویض

برای محیط های صنعتی، فیلترها برای تعویض هر سه تا پنج سال توصیه می شود، حتی اگر هیچ آسیب قابل مشاهده ای پیدا نشود. در طول تعمیر و نگهداری معمول، یک مگاهم متر باید برای آزمایش مقاومت عایق از پایانه های ورودی و خروجی به زمین استفاده شود. یک مولتی متر باید تداوم اتصال به زمین را تأیید کند. در صورت گرمای بیش از حد غیرعادی محفظه، صدای عجیب و غریب یا بوی سوختگی، خاموش شدن و تعویض فوری مورد نیاز است. فیوزهای داخل باید با قطعاتی با مشخصات یکسان جایگزین شوند. اتصال کوتاه فیوزها اکیدا ممنوع است.

فیلترهای قدرت اجزای غیرفعال نیستند که پس از نصب به طور خودکار کار کنند. اثر فیلتر سی درصد به انتخاب صحیح مدل و هفتاد درصد به نصب صحیح بستگی دارد. اتصال زمین قابل اطمینان و سیم کشی جدا نتایج بهتری نسبت به جایگزینی با فیلترهای گران قیمت به ارمغان می آورد.