Современная электроника №6/2019

ПРИБОРЫ И СИСТЕМЫ 50 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 6 2019 Фильтры ЭМП ТЕКО для промышленного применения Рис. 1. Внешний вид фильтра ТЕКО ФП-4100 Применение фильтров электромагнитных помех является одним из основных способов защиты от кондуктивных помех, вследствие чего они используются в цепях электропитания практически всех типов оборудования. В статье пойдёт речь о фильтрах ТЕКО для промышленного применения. Артемий Скребнев (skrebnev@test-expert.ru) Электромагнитные помехи (ЭМП) возникают в результате работы устройств, предназначенных для гене- рации или преобразования электро- энергии, таких как электродвигатели, генераторы, преобразователи (напри- мер, инверторы), газоразрядные лам- пы, реле. Помимо технических средств, помехи также могут создаваться и атмосферными явлениями – грозовы- ми разрядами. При разработке технических реше- ний по защите оборудования ЭМП под- разделяют на два типа: противофазные и синфазные. Противофазные помехи возникают между прямыми и обратными провода- ми электрических цепей. Токи проти- вофазных помех имеют то же направ- ление, что и токи полезного сигнала. В симметричных электрических кон- турах (незаземлённые цепи или цепи, у которых заземлена средняя точка) противофазные помехи проявляют- ся как симметричные напряжения (либо «помехи дифференциального типа» – differential mode interference), а в несимметричных электрических контурах (односторонне заземлён- ные 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 изме- рений и т. д. Так, напряжение противо- фазной помехи вызывает в электриче- ских контурах ток, который создаёт на полных сопротивлениях передатчика и приёмника падения напряжения. Синфазные помехи обусловлены источниками мешающих напряже- ний, которые появляются между про- водниками и землёй, обладающей нуле- вым потенциалом, например, в форме кратковременного повышения потен- циала земли. Синфазные напряжения, возникаю- щие в симметричных электрических контурах, называются несимметрич- ными напряжениями («помеха обще- го типа» – commonmode interference). Несимметричные напряжения прямых и обратных проводов отличаются на величину полезного сигнала. Высокие синфазные напряжения могут привести к пробою между про- водниками и корпусом прибора (или массой), что может привести к серьёз- ным последствиям. Однако при различных сопротивле- ниях синфазное напряжение вызыва- ет в прямых и обратных проводах раз- личные по значению токи, которые создают на них падения напряжения. Прямой и обратный провода приоб- ретают различные напряжения отно- сительно земли, и происходит преоб- разование синфазной помехи в про- тивофазную. В силовых цепях преобладает несим- метричная нагрузка, однако источни- ки высокочастотных помех, например, преобразователи на IGBT-транзисторах, могут генерировать несимметричные (синфазные) помехи. Фильтры ЭМП ТЕКО позволяют осла- блять как симметричные, так и несим- метричные помехи на существенном уровне. Устройства обычно представ- ляют собой фильтры нижних частот (ФНЧ), характеризующиеся частотой среза. Фильтры могут устанавливаться как непосредственно сразу за источ- ником помех, так и перед приёмником. Основными параметрами фильтров ТЕКО являются: ● число проводов сети (обычно 2 или 4); ● номинальное напряжение: перемен- ное (250/440 В или другое), постоян- ное (до 1200 В); ● номинальный ток, А; ● частотный диапазон подавления по- мех, Гц; ● величина вносимого затухания, дБ; ● тип помех, подавляемых фильтром: синфазные/противофазные. Конструкция и устройство фильтров может отличаться в зависимости от ука- занных параметров. Например, для подавления симметричных помех при- меняется du/dt-фильтр НЧ, состоящий из цепочек катушек индуктивности и конденсаторов, а также специальных помехоподавляющих X-конденсаторов, которые включаются между проводни- ками линии и «замыкают» контур для ВЧ-помех через себя. Благодаря большому числу доступ- ных параметров перечень областей применения фильтров ТЕКО включа- ет в себя: ● источники бесперебойного питания; ● электродвигатели и приводы; ● генераторы и преобразователи; ● медицинское оборудование; ● производство; ● экранированные и безэховые камеры; ● системы защиты информации; ● системы хранения данных. Т ИПОВЫЕ МОДЕЛИ ФИЛЬТРОВ ЭМП ТЕКО ТЕКО ФП-4100 Фильтр ТЕКО ФП-4100 предназна- чен для защиты от ЭМП в трёхфазной сети электропитания с максимальным линейным напряжением до 440 В и током до 600 А. Внешний вид фильтра ТЕКОФП-4100 показан на рисунке 1, а его основные