Фильтры ЭМП ТЕКО для промышленного применения

Электромагнитные помехи (ЭМП) возникают в результате работы устройств, предназначенных для генерации или преобразования электроэнергии, таких как электродвигатели, генераторы, преобразователи (например, инверторы), газоразрядные лампы, реле. Помимо технических средств, помехи также могут создаваться и атмосферными явлениями – грозовыми разрядами.

При разработке технических решений по защите оборудования ЭМП подразделяют на два типа: противофазные и синфазные.

Противофазные помехи возникают между прямыми и обратными проводами электрических цепей. Токи противофазных помех имеют то же направление, что и токи полезного сигнала. В симметричных электрических контурах (незаземлённые цепи или цепи, у которых заземлена средняя точка) противофазные помехи проявляются как симметричные напряжения (либо «помехи дифференциального типа» – differential mode interference), а в несимметричных электрических контурах (односторонне заземлённые контуры) – как несимметричные напряжения.

Напряжения противофазных помех возникают чаще всего из-за наличия магнитной связи и преобразования синфазных помех в противофазные. Они суммируются с полезным сигналом и вызывают сбои, погрешности измерений и т. д. Так, напряжение противофазной помехи вызывает в электрических контурах ток, который создаёт на полных сопротивлениях передатчика и приёмника падения напряжения.

Синфазные помехи обусловлены источниками мешающих напряжений, которые появляются между проводниками и землёй, обладающей нулевым потенциалом, например, в форме кратковременного повышения потенциала земли.

Синфазные напряжения, возникающие в симметричных электрических контурах, называются несимметричными напряжениями («помеха общего типа» – common mode interference). Несимметричные напряжения прямых и обратных проводов отличаются на величину полезного сигнала.

Высокие синфазные напряжения могут привести к пробою между проводниками и корпусом прибора (или массой), что может привести к серьёзным последствиям.

Однако при различных сопротивлениях синфазное напряжение вызывает в прямых и обратных проводах различные по значению токи, которые создают на них падения напряжения. Прямой и обратный провода приобретают различные напряжения относительно земли, и происходит преобразование синфазной помехи в противофазную.

В силовых цепях преобладает несимметричная нагрузка, однако источники высокочастотных помех, например, преобразователи на IGBT-транзисторах, могут генерировать несимметричные (синфазные) помехи.

Фильтры ЭМП ТЕКО позволяют ослаблять как симметричные, так и несимметричные помехи на существенном уровне. Устройства обычно представляют собой фильтры нижних частот (ФНЧ), характеризующиеся частотой среза. Фильтры могут устанавливаться как непосредственно сразу за источником помех, так и перед приёмником.

Основными параметрами фильтров ТЕКО являются:

Конструкция и устройство фильтров может отличаться в зависимости от указанных параметров. Например, для подавления симметричных помех применяется du/dt-фильтр НЧ, состоящий из цепочек катушек индуктивности и конденсаторов, а также специальных помехоподавляющих X-конденсаторов, которые включаются между проводниками линии и «замыкают» контур для ВЧ-помех через себя.

Благодаря большому числу доступных параметров перечень областей применения фильтров ТЕКО включает в себя:

Типовые модели фильтров ЭМП ТЕКО

ТЕКО ФП-4100

Фильтр ТЕКО ФП-4100 предназначен для защиты от ЭМП в трёхфазной сети электропитания с максимальным линейным напряжением до 440 В и током до 600 А.

Внешний вид фильтра ТЕКО ФП-4100 показан на рисунке 1, а его основные технические характеристики сведены в таблице.

На рисунке 2 приведены принципиальные электрические схемы фильтров ФП-4100 с номинальным током до 150 А , с номинальным током 200 А и с номинальным током свыше 200 А.

На рисунке 3 показана зависимость величины вносимого затухания от частоты: пунктирная линия – подавление противофазной помехи, сплошная – синфазной помехи.

ТЕКО ФП-5300

Фильтр ТЕКО ФП-5300 рассчитан на работу в цепях постоянного тока с напряжением до 1200 В и током до 1500 А. Может применяться для подавления ЭМП на входе мощных инверторов энергии солнечных батарей, а также любого другого оборудования постоянного тока.

Внешний вид фильтров ТЕКО ФП-5300 показан на рисунке 4, а основные технические характеристики сведены в таблице.

На рисунке 5 приведена принципиальная электрическая схема фильтра ФП-5300, а на рисунке 6 – зависимость величины вносимого затухания от частоты (сплошная линия – синфазная помеха, пунктирная – противофазная помеха).

ТЕКО ФП-2-250

ТЕКО ФП-2-250 – типовая модель фильтра ЭМП для экранированных помещений. Специальная конструкция корпуса (см. рис. 7) обеспечивает герметичный ввод проводов через экран и удобный монтаж. Фильтр гарантирует ослабление помех в частотном диапазоне от 10 кГц до 40 ГГц на уровне не ниже 100 дБ, что соответствует требованиям I класса экранирования по ГОСТ Р 50414-92. Основные технические характеристики ТЕКО ФП-2-250 сведены в таблице. На рисунке 8 приведена зависимость величины вносимого затухания от частоты.

Рассмотренные в статье типовые модели фильтров ЭМП ТЕКО соответствуют современным требованиям, предъявляемым к приборам данной категории, и рекомендуются к применению в аппаратуре промышленного применения.

Литература