سیستم های قدرت سه فاز منبع تغذیه اصلی را برای تولید صنعتی ارائه می دهند. با این حال، پذیرش گسترده بارهای غیر خطی مانند مبدل های فرکانس، درایوهای سروو و منابع تغذیه سوئیچینگ، آلودگی هارمونیک را به تهدید اولیه برای کیفیت توان تبدیل کرده است. فیلترهای سه فاز که برای رفع این نقطه درد ایجاد شده اند، تجهیزات حیاتی هستند. از طریق توپولوژی های مداری که به خوبی طراحی شده اند، آنها به طور موثر تداخل حالت مشترک و حالت دیفرانسیل را در باند فرکانسی 10 کیلوهرتز تا 30 مگاهرتز سرکوب می کنند و قدرت تمیز و پایداری را برای تجهیزات فراهم می کنند.

اصل فیلترینگ: تطبیق امپدانس به عنوان منطق اصلی

در اصل، یک فیلتر سه فاز یک شبکه دو طرفه غیرفعال است که بین منبع تغذیه و بار متصل می شود. اصل عملکرد آن صرفاً "فیلتر کردن" نویز نیست. در عوض، یک شبکه تطبیق امپدانس با سلف ها و خازن ها ایجاد می کند. عدم تطابق امپدانس بزرگتر بین دو طرف ورودی و خروجی فیلتر و طرف منبع تغذیه و بار باعث کاهش شدید تداخل الکترومغناطیسی می شود.

به طور خاص، سلف ها امپدانس بالایی نسبت به جریان های مختلف نشان می دهند، در حالی که خازن ها امپدانس پایینی را در برابر ولتاژهای متغیر نشان می دهند. با استفاده از این ویژگی، فیلتر امپدانس بالایی برای هارمونیک ها در باندهای فرکانسی خاص ایجاد می کند تا عبور آنها را مسدود کند، در حالی که اجازه می دهد جریان فرکانس برق 50 هرتز یا 60 هرتز به آرامی عبور کند. در سیستم های سه فاز فیلترینگ از دو مسیر کار می کند. فیلتر حالت معمولی نویزهای زمینی را هدف قرار می دهد که به طور مشترک توسط هر سه فاز حمل می شود که عمدتاً توسط خازن های Y و القاگرهای حالت مشترک اجرا می شود. فیلتر حالت دیفرانسیل با تکیه بر خازن های X و سلف های حالت دیفرانسیل، نویز بین فازها را کنترل می کند.

دو توپولوژی: Y-Connection و Delta-Connection برای کاربردهای متمایز

پیکربندی سیم کشی یک فیلتر سه فاز به طور مستقیم سناریوهای قابل اجرا آن را تعیین می کند. فیلتر نوع Y (متصل به ستاره) دارای یک خط خنثی است که در مجموع چهار سیم است. این برای سیستم هایی که نیاز به اتصال خنثی دارند، مانند بارهای مخلوط برای روشنایی، تهویه مطبوع و آسانسورها اعمال می شود و به طور گسترده در مراکز داده و تجهیزات پزشکی مورد استفاده قرار می گیرد. فیلتر نوع مثلث (متصل به مثلث) فقط از سه سیم استفاده می کند که در مقایسه با فیلترهای نوع Y با همان اندازه، هزینه کمتر، گشتاور راه اندازی بالاتر و درجه جریان بالاتری دارد. معمولاً در درایوهای موتور و انتقال قدرت استفاده می شود.

مراحل فیلتر نیز مهم است. یک فیلتر تک مرحله ای شامل یک مدار فیلتر است. فیلترهای دو مرحله ای یا بالاتر ساختارهای آبشاری را برای افزایش تلفات درج و کاهش فرکانس قطع استفاده می کنند. مراحل بیشتر عملکرد بهتری را ارائه می دهند که با اندازه بزرگتر و هزینه بالاتر همراه است.

معیارهای انتخاب کلیدی: پارامترها کافی نیستند، نصب نیز به حساب می آید

بسیاری از مهندسان تنها بر روی ولتاژ نامی و جریان نامی در هنگام انتخاب تمرکز می کنند و چندین عامل تعیین کننده در شرایط کاری واقعی را نادیده می گیرند.

اول از دست دادن درج، معیار اصلی برای ارزیابی عملکرد فیلتر است که در دسی بل (dB) اندازه گیری می شود. فرکانس های بالاتر نیاز به تلفات درج بیشتری دارند. با این حال، از دست دادن درج یک مقدار ثابت نیست. مستقیماً تحت تأثیر تطبیق امپدانس و شیوه های نصب قرار می گیرد. انتخاب نامناسب پارامتر شبکه ممکن است منجر به عملکرد فیلترینگ واقعی بسیار کمتر از مقدار نامی شود.

دوم جریان نشتی است. خازن های Y منبع اصلی جریان نشتی هستند. مدل های جریان نشتی بسیار کم باید برای کاربردهای حساس به نشتی مانند دستگاه های پزشکی انتخاب شوند. سوم دمای عملیاتی است. مواد مغناطیسی داخل فیلترها تحت جریان زیاد اشباع می شوند و عملکرد ضعیفی دارند. انتخاب جریان نامی باید حاشیه کافی داشته باشد و با دمای کارکرد محیط مطابقت داشته باشد.

نصب به همان اندازه حیاتی است. فیلترها باید نزدیک ورودی برق نصب شوند تا کابل های ورودی کوتاه شوند. سیم های ورودی و خروجی باید به طور جداگانه هدایت شوند و نمی توانند به صورت موازی اجرا شوند. در غیر این صورت، اثرات جفت شدن فیلتر را بی اثر می کند. محفظه فلزی باید یک اتصال کم امپدانس با کابینت ایجاد کند و به طور قابل اعتمادی به زمین متصل شود.

VIIP: پوشش کامل از محصولات تا راه حل ها

در بخش فیلتر سه فاز، VIIP مجموعه کاملی از محصولات را ارائه می دهد که انواع سه فاز سه سیمه و سه فاز چهار سیمه را با محدوده جریان نامی گسترده پوشش می دهد. حداکثر ولتاژ کاری آن 690 VAC و بالاتر را پشتیبانی می کند. این محصولات از معماری فیلتر حالت مشترک دو مرحله ای به علاوه یک حالت دیفرانسیل یک مرحله ای برای حفظ تلفات درج پایدار در یک محدوده فرکانس وسیع استفاده می کنند. سری H اختصاصی برای تجهیزات پزشکی به جریان نشتی بسیار کم دست می یابد تا استانداردهای ایمنی سختگیرانه را رعایت کند. گزینه های پایانی متعدد از جمله بند لحیم کاری، پیچ و مهره، بلوک ترمینال و میله های مسی برای تناسب با فضای کابینت و نیازهای سیم کشی کابینت های کنترل مختلف در دسترس هستند.

فیلترهای سه فاز لوازم جانبی اختیاری نیستند، بلکه الزامات سختی برای تضمین عملکرد پایدار سیستم های قدرت هستند. انتخاب مدل مناسب و نصب صحیح آنها را قادر می سازد تا عملکرد کامل را ارائه دهند.