Sua linha de produção depende de energia limpa. Inversores, servo drives, PLCs – todos eles geram ruídos e harmônicos de alta frequência que podem causar estragos em equipamentos sensíveis. O trabalho de um filtro de energia é simples: interrompa esse ruído antes que ele chegue à rede ou ao seu maquinário.

Mas aqui está o que a maioria das pessoas erram: escolher o filtro certo é apenas metade da batalha. A maneira como você o instala determina se ele realmente funciona.

Duas formas de interferência

O ruído nas linhas de energia se enquadra em duas categorias: interferência de modo diferencial e interferência de modo comum. Existe interferência de modo diferencial entre fios energizados e neutros, produzida principalmente por ações de comutação de alta frequência de fontes de alimentação chaveadas e inversores. A interferência de modo comum ocorre entre os fios energizados/neutro e o fio terra de proteção, geralmente desencadeada pela partida/parada do motor, indução de raios e outros fatores. O mesmo filtro oferece diferentes desempenhos de supressão contra esses dois tipos de interferência. Durante a seleção do modelo, deve-se prestar atenção às curvas de perda de inserção de modo comum e de modo diferencial, em vez de confiar em um único indicador.

Dentro do filtro, um indutor de modo comum suprime o ruído de modo comum. Seus enrolamentos são enrolados na mesma direção em dois fios. O fluxo magnético gerado pela corrente de modo comum se sobrepõe para formar alta impedância, enquanto o fluxo magnético da corrente de modo diferencial é cancelado, permitindo que a corrente passe suavemente. O ruído do modo diferencial é tratado por capacitores X e indutores de modo diferencial. Os capacitores Y desviam o ruído residual do modo comum para a terra. No entanto, a capacitância dos capacitores Y é limitada pela corrente de fuga; capacitância excessiva leva a corrente de fuga excessiva e riscos potenciais à segurança.

Parâmetros principais para seleção de modelo

Classificou as classificações atuais como o principal fator de seleção. Equipamentos industriais geralmente geram grandes correntes de partida na inicialização. O filtro deve suportar este pico de corrente sem saturação do núcleo magnético. Na seleção prática, deve-se reservar margem suficiente para a corrente nominal com base na corrente máxima de operação do equipamento, para evitar falha do filtro causada pela saturação do núcleo magnético.

A perda de inserção é o principal indicador para medir a capacidade de filtragem, expressa em decibéis. As curvas de perda de inserção dependentes da frequência dos fabricantes devem ser verificadas, com foco em se a atenuação atende aos requisitos da faixa de frequência de ruído principal do equipamento. Equipamentos industriais geralmente requerem atenuação adequada em uma ampla faixa de frequência. Uma estrutura do tipo π de estágio único é frequentemente insuficiente e a filtragem de vários estágios é necessária para atender aos requisitos.

A corrente de fuga pode ser moderadamente relaxada em cenários industriais, mas ainda precisa cumprir os padrões de segurança. Para sistemas de aterramento trifásicos de quatro fios, o fio neutro e o fio terra de proteção devem ser estritamente separados. A conexão invertida prejudicará diretamente o desempenho da supressão de modo comum.

As certificações de segurança não podem ser ignoradas. Os produtos vendidos na China devem ostentar a marca CCC; os exportados para a UE exigem certificação CE e os produtos para o mercado norte-americano precisam de certificação UL. Produtos não certificados apresentam riscos de conformidade e não possuem desempenho de isolamento garantido.

A instalação determina o sucesso ou o fracasso

Muitos dispositivos falham nos testes de EMC não devido a filtros defeituosos, mas devido à instalação inadequada. As seguintes regras devem ser rigorosamente observadas: Os fios de entrada e saída devem ser encaminhados separadamente com um espaçamento superior a cinco centímetros. O agrupamento paralelo é estritamente proibido. A fiação paralela cria capacitância distribuída entre os dois conjuntos de condutores, oferecendo um atalho para que ruídos de alta frequência contornem o filtro. Em casos extremos, o filtro torna-se quase ineficaz.

O filtro deve ser instalado próximo à entrada de energia do equipamento com comprimento mínimo de cabo. Se o cabo de alimentação percorrer uma longa distância do quadro de distribuição até o terminal de entrada do filtro, o ruído gerado pelo equipamento será reinjetado no cabo de alimentação através de acoplamento capacitivo ou indutivo, inutilizando o filtro.

O aterramento é de suma importância. A carcaça metálica do filtro deve ser conectada diretamente à barra de aterramento principal do equipamento através de um fio de aterramento verde-amarelo curto e grosso. As camadas de tinta e óxido devem ser removidas das superfícies de contato para garantir um contato sólido de metal com metal. Fios de aterramento longos introduzem indutância distribuída, aumentando drasticamente a impedância de aterramento em altas frequências e reduzindo severamente o desempenho da filtragem de modo comum. Manter uma resistência de aterramento extremamente baixa é um pré-requisito para o funcionamento adequado do filtro.

Quando um filtro é usado no lado de saída de um inversor, o comprimento da fiação não deve exceder trinta centímetros. Fios de aterramento excessivamente longos enfraquecerão bastante a capacidade de supressão de modo comum.

Manutenção e Substituição

Para ambientes industriais, recomenda-se que os filtros sejam substituídos a cada três a cinco anos, mesmo que pareçam intactos. Durante a manutenção de rotina, um testador de resistência de isolamento é usado para medir a resistência de isolamento entre os terminais de entrada/saída e o terra, e um multímetro verifica a continuidade do aterramento. Se a caixa do filtro superaquecer anormalmente, emitir ruídos estranhos ou odor de queimado, desligue o equipamento imediatamente para substituição. Após a queima do fusível interno, substitua-o apenas por um das especificações originais; curto-circuito é estritamente proibido.

Um filtro de energia não é um componente passivo que funciona perfeitamente depois de montado. Seu desempenho depende 30% da seleção adequada do modelo e 70% da instalação correta. O aterramento adequado e a fiação separada funcionam muito melhor do que atualizar para um filtro mais caro.