Лекция 13 - Конспекты (1095382), страница 7

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 7)

Здесь могут помочь установкаэлеткростатического экрана в силовом трансформатореи достаточноеразнесение первичной обмотки от вторичной с целью минимизации ёмкостимежду ними. Установка на выходе ИЭП сбалансированного фильтрадополнительно гарантирует, что лишь минимальная синфазная помеха будетпроникать в выходную цепь.Схема заземления в ИЭП также может влиять на синфазную помеху.Одноточечное заземление лучше подходит для фильтра, подавляющегосинфазную помеху, чем использование заземляющего листа.

При этом точказаземления будет иметь минимальный уровень помех в данном ИЭП и можетбыть выведена наружу для подключения к ней экранов проводов, идущих кнагрузке. Это делается с целью свести к минимуму увеличение помех ввыходном напряжении ИЭП из-за внешних источников синфазных помех,обусловленных электростатическими наводками, а также из-за другихисточников ВЧ помех.Рассмотрим далее схемотехнические решения, позволяющие улучшитьЭМС применительно к составным узлам ИЭП на примере упрощённой схемыимпульсного ИЭП с активным ККМ, приведённой на рисунке 7.114.А. Входные (сетевые) помехоподавляющие фильтрыВо входной цепи однофазного переменного тока (220 В, 50 Гц)включены: ограничитель пусковых токов – терморезистор Rс, ограничительимпульсных перенапряжений – варистор RU.

Сетевой помехоподавляющийфильтр (синфазный фильтр) ФС типа Cx-L0-(Cx+2Cy) осуществляет какподавление ЭМП со стороны сети (помехоустойчивость), так и подавлениепомех со стороны самого импульсного ИЭП (уменьшение помехоэмиссии).39Электропитание РЭАГлава 7.3Рисунок 7.114 – Упрощённая схема импульсного ИЭП с корректоромкоэффициента мощностиФС – сетевой фильтр; ВС – выпрямительный мост; ККМ – корректор коэффициентамощности; ПН – преобразователь напряжения; В-Ф – выпрямитель с выходным фильтромВ состав фильтра ФС входят:- X-конденсатор Cx;- Y-конденсатор Cy;- синфазный дроссель Lф.X-конденсатор используют для подавления синфазной помехи междуфазой и нейтралью (или между фазами).

Само название "X" происходит отанглийского "across-the-line", буква "X" похожа на крест ("cross").К X-конденсаторам предъявляют следующие основные требования – онидолжны выдерживать максимально допустимые в сети всплески напряжения, незагораться при выходе из строя и не поддерживать горение. В настоящее времяиспользуют два основных подкласса X-конденсаторов – X1 и X2:- X1 используют в промышленных устройствах, подключаемых ктрёхфазной сети. Эти конденсаторы гарантированно выдерживают всплескнапряжения в 4 кВ;- X2 используют в бытовых приборах с номинальным напряжением сетидо 250 В, выдерживают всплеск до 2,5 кВ.40Электропитание РЭАГлава 7.3Ёмкость X-конденсаторов варьируется от 0,1 мкФ до 1 мкФ. Какуюёмкость нужно выбрать для конкретного фильтра, можно выяснить только сосциллографом.Y-конденсаторы – это как защитные (для выполнения требований поэлектробезопасности),такипомехоподавляющиеконденсаторы.Ониподключаются между фазами и "землёй".

Они эффективны при подавлениисинфазной составляющей помехи. Используются там, где неисправностьконденсатора может привести к электрическому удару.Y-конденсаторы делят на два основных класса:- Y1 работают при номинальном сетевом напряжении до 250 В ивыдерживают импульсное напряжение до 8 кВ;- Y2 может быть использован при сетевом напряжении до 250 В ивыдерживает импульсы до 5 кВ.Отметим, что Y-конденсаторы имеют обычно намного меньшую ёмкость,чем X-конденсаторы. При этом Y-конденсаторы можно использовать вместо Xконденсаторов,нонельзяиспользоватьX-конденсаторывместоY-конденсаторов.Внешний вид рассмотренных конденсаторов представлен на рисунке7.115.а)б)Рисунок 7.115 – Внешний вид X- (а) и Y-конденсатора (б)41Электропитание РЭАГлава 7.3При использовании в синфазном фильтре дросселей традиционнойконструкции имеют место большие потери электроэнергии.

Например, притипичном значении индуктивности L  10 3 Гн и рабочем токе I  5 А частотыf c  400 Гц падение напряжения, определяемое индуктивностью, равнопримерно 12,5 В. С учётом падения напряжения на активном сопротивлениидросселя полное падение напряжения увеличится.Поскольку дроссели включают непосредственно в силовую цепь, онидолжны удовлетворять одновременно двум основным требованиям:- пропускать с минимальными потерями и без искажений достаточнобольшой ток сетевой частоты (обычно 50 или 400 Гц);- снижать помеху на частоте, отличной от рабочей.Уменьшение падения напряжения на дросселе до приемлемого уровня ссохранениемпомехоподавляющихсвойствможетбытьдостигнутоприменением дросселя специальной конструкции, обеспечивающей взаимнуюкомпенсацию магнитных потоков, создаваемых рабочими токами.

Компенсациямагнитных потоков в магнитопроводе при отсутствии помех достигаетсясимметричным расположением обмоток фазы и нулевого провода (или трёх фазв случае трёхфазной сети) на одном кольцевом магнитопроводе. В результатеиндуктивное сопротивление магнитному потоку резко снижается. Благодарякомпенсации магнитных потоков и снижению нагрева магнитопроводапеременным магнитным полем значительно уменьшаются габаритные размерыдросселя.Рассмотрим схему фильтра с включенным в неё сдвоенным дросселем,приведённую на рисунке 7.116.Уравнение, составленное по второму закону Кирхгофа для этой схемы,имеет вид:L1d  i  iП 1 d  i  iП 2 d  i  iП 2 d  i  iП 1 M L2Mdtdtdtdt  i  iП1  iП 2  RН  eсети  t  .42(7.189)Электропитание РЭАГлава 7.3Рисунок 7.116 – Фильтр синфазной помехиПосле преобразования получим:di   didi   diП1di  di L2 П 2   L1  M    L2  M    L1dt   dtdt  dtdt  dtdi  di  M П 2  M П1   iRН  eсети  t  .dtdt Обекатушкиимеютпрактическиодинаковуюкоэффициент их магнитной связи близок к единице ( k (7.190)индуктивность,иM 1 ), то естьL1L2L1  L2  M и iП 1  iП 2 .

В таком случае влияние катушек на ток через нагрузкувзаимокомпенсируется, причём сводится к нулю и влияние синфазной помехи.В качестве примера на рисунке 7.117 приведена типовая схема фильтраЭМС с трёхфазным дросселем, а на рисунке 7.118 – его конструкция. ДроссельLф представляет собой ферритовое кольцо с намотанными на него тремякатушками, расположенных относительно друг друга под углом 120°. Такаяконструкцияобеспечиваетфильтрациюкаксинфазных,такидифференциальных помех, выгодно уменьшая габариты входного фильтраИЭП. В настоящее время такие дроссели выпускают фирмы "TDK" (Германия),"Murata" (Япония), "Coilcraft" (США), "Kemet" (США), "Александер электрикисточники электропитания" (г.

Москва).Отметим, что схема, показанная на рисунке 7.117, является типовой – и изнеё в разных случаях могут исключаться (или добавляться) отдельные43Электропитание РЭАГлава 7.3компоненты. Обычно одного звена фильтрации бывает достаточно примощности ИЭП до 150 Вт. Для эффективного и надёжного подавления помех навходе более мощных ИЭП часто применяют двух- и трёхступенчатые фильтры.Рисунок 7.117 – Схема включения дросселя в трёхфазный фильтр ЭМСРисунок 7.118 – Конструкция и габариты трёхфазного помехоподавляющегодросселяВыбор структуры фильтра на рисунке 7.117 объясняется следующимисоображениями.Токинесимметричнойвысокочастотныйдиапазон,авнутреннеепомехиобычнокомплексноезанимаютсопротивлениеисточника этого вида помехи, как правило, является высокоомным. Другимисловами, к источнику несимметричной помехи со сторону фильтра долженподключаться элемент с низким сопротивлением – конденсатор.

Таким44Электропитание РЭАГлава 7.3образом, часть тока несимметричной помехи проходит через конденсатор, аме́ ньшая – по проводам линии через индуктивность дросселя.С другой стороны, ток симметричной помехи создаётся источником сотносительно невысоким импедансом, работающим на более низких частотахпо сравнению с источником несимметричной помехи. Для симметричнойсоставляющей её источник можно считать источником напряжения ипоследовательно с ним следует включать индуктивность.Для количественной оценки вносимого затухания фильтра может бытьиспользована упрощённая зависимость:Z L2A  20lg ,ZZZn  C i(7.191)где ZL, ZC, Zi и Zn – полные сопротивления дросселя, конденсатора, источникапомех и приёмника помех соответственно.Индуктивность дросселя выбирают с учётом требуемого затухания.Максимальное значение ёмкости конденсатора ограничивается допустимымтоком утечки.Поскольку с повышением частоты помехи возрастает ZL, уменьшаются ZCи Zi и практически не изменяется Zn, то из выражения (7.191) следует, что сростом частоты помехи эффективность фильтра возрастает.Проблема разработки фильтра синфазных помех заключается в том, чтопри высоких частотах, идеальные характеристики компонентов искажаются иззапаразитных элементов.Основнымпаразитнымэлементомявляетсямежвитковая ёмкость самого трансформатора.

Характеристики

Список файлов лекций