EMC 05_干扰的抑制, 滤波【行业特制】

1、干扰的抑制, 滤波,按上述电路，通断开关会产生一个 4 kV 的瞬时高压，其频率可达 200 MHz。,R 200 ohm,C 0.47 F,由于存在大量的开关，干扰信号大多数被线 圈所抑制。,5 - 1,一类荟萃,瞬时高压是由关断的线圈产生（如： 接触器、继电器、电磁阀、马达等）。,关断过程,5 - 2,一类荟萃,开关线圈干扰的补偿,.,开关线圈包括接触器、继电器、电磁阀、马达等。,抑制干扰的电路不论加在干扰源侧还是在被保护元件侧，都要遵守一个原则，即电短。,添加 RC 元件或二极管等效于增加关断时间。 折衷的办法：用压敏电阻。,增加关断时间的同时也会加剧大功率触点的损伤。,5 - 3,一类

2、荟萃,差模干扰电压的传播,PE,在上述电路中，差模干扰电流直接叠加到信号当中 (主频 1 MHz)。,干扰电压可在信号电缆边并行放置一个电源电缆，通过磁场耦合产生。,干扰源,信号电流,5 - 4,一类荟萃,共模干扰电压的传播,PE,共模干扰电压通常是用地或金属作为回路频率范围 1 MHz。,干扰电压可在信号电缆边并行放置一个有尖峰电压的电缆，通过电场耦合产生。,干扰源,信号电流,Z,Z,Z 可以是电阻、电抗电容或寄生电容,5 - 5,一类荟萃,滤波器介入损耗的测量,用滤波器可以降低共模和差模干扰电压。,高频脉冲发生器,50 ,50 ,脉冲发生器可以在0到千兆Hz范围内连续调节。检测器可与实际的

3、频率同步。,5 - 6,一类荟萃,干扰的衰减,0 Hz,100 MHz,衰减10dB/Div,滤波器外壳联到金属板,滤波器外壳没有联到金属板,20 MHz 时的衰减只有30 dB。,该点衰减 85 dB,5 - 7,一类荟萃,干扰的衰减,0 Hz,100 MHz,衰减 10dB/Div,滤波器外壳联到金属板。,滤波器外壳用一根20cm长的导线联到金属板。,在频率大于1 MHz 后，用导线连接滤波器外壳没有任何抑制作用。,20 dB,55 dB,5 - 8,一类荟萃,电感表明电流无处不在。有了电感，电流不可能以极大的速度关断。,非理想元件,长距离回路导体的感抗近似于 1.5 H/m。,导体的感抗

4、, * L,=,2 * * f* L/m * 长度,f = 20 MHz 长度 0.2 m:,=,=,2 * 3,14 * 20 MHz * 1.5 H * 0,2 m 40 ,这里电阻低于 2 m 与感抗相比可以忽略。,!,干扰信号在MHz范围内，滤波器的外壳应该大面积良性连接。,5 - 9,一类荟萃,非理想元件,|Xc|,f,在该频率范围内电容与电感是等效的。,500 kHz - 50 MHz,等效电容电路,在该频率范围内电感与电容是等效的。,等效电感电路,5 - 10,一类荟萃,在增加滤波器之前，首先要确定干扰源的阻抗和易受干扰设备的阻抗。,V,初步分析,滤波器的安装原则,Ust,Rq

5、= 1 ,Uv,C = 0,1 F,f = 100 kHz,Xc = 1 / (2 * * f * C ) 16 ,Uv = Xc / ( Xc + Rq ) * Ust,Uv Ust,干扰没有衰减，电容不起作用。,增大干扰源的内阻可以降低干扰电压。,5 - 11,一类荟萃,滤波器的安装,保证滤波器与干扰源或易受干扰设备之间的距离电气短 （例如：与变流器的距离不能超过 2 m）。,将进线与出线分开（至少 20 cm）。电机电缆尤其不能与电源电缆并行安装。,保证滤波器与柜体有较大的接触面，来构成低阻抗连接。,主滤波器的进线侧通常标有L 和N 。按照阻抗情况来选择安装方向能使其性能优化。,标准的线

6、性滤波器只在接近50 kHz 时会有明显的衰减， 可用作模拟信号的滤波器，同时也要考虑对原有信号的消耗。,5 - 12,一类荟萃,模拟信号PT-100 的滤波,L1,L3,L2,N,L1,L3,L2,N,主滤波器,例如: PT-100,标准的线性滤波器只在接近50 kHz 时会有明显的衰减， 可用作模拟信号的滤波器，同时也要考虑对原有信号的消耗。,分析单元,滤波器与模板的距离 20cm,5 - 13,一类荟萃,变频器的共模电流,在相互绝缘的多个导体之间会生成寄生电容。,变频器,电容电压变化会产生电流!,DC,电机,共模电流在金属构架、PEN、PE和屏蔽等产生电压降。,共模电流,5 - 14,一

7、类荟萃,变频器的共模电流,电机与变频器间的共模电流通过屏蔽层流回变压器的中点。,变频器,DC,电机,共模电流仍在变频器与变压器之间流动。,屏蔽层,5 - 15,一类荟萃,变频器的共模电流,电机与干线电缆之间的共模电流通过屏蔽层和变压器的零线构成回路。,DC,几乎没有共模电流,金属外壳,变频器,电机,屏蔽层,屏蔽层,5 - 16,一类荟萃,变频器的共模电流,共模电流在电机、变频器及滤波器之间流动。 进线电缆上的共模电流大大降低。,DC,良性连接,变频器,电机,屏蔽层,滤波器,5 - 17,一类荟萃,变频器滤波器的安装 - 三相供电 -,输出电抗,电机保护开关,变频器,进线电抗,主接触器,熔断器,

8、主开关,接线端,滤波器,2,3,3,2,3,分支1,分支2,所有的电源都要在滤波器后接线。,把进线与其它元件分隔开来。,滤波器尽可能靠近进线，但与变频器的距离要小于 2m。,电机电缆应就近接出开关柜。,进线,5 - 18,一类荟萃,电气柜的安装指南,变频器靠近滤波器,滤波器靠近进线,熔断器,其它供电线路应从滤波器后接出，另接滤波器效果更好,电机电缆应就近接出控制柜,接入滤波器之前，其它电缆与主电缆之间的距离必须大于 20 cm,主开关,隔板,5 - 19,一类荟萃,滤波器的安装 - 三相四线供电 -,输出电抗,电机保护开关,变频器,输入电抗,主接触器,熔断器,主开关,接线端,滤波器,2,4,3

9、,两相,电机电缆应就近接出开关柜,其它三相负载,进线,所有的电源都要在滤波器后接线。,把进线与其它元件分隔开来。,滤波器尽可能靠近进线，但与变频器的距离要小于 2m。,5 - 20,一类荟萃,电气柜的安装原则,主开关,- 变频器共模干扰的抑制 -,屏蔽总线,变频器靠近滤波器,滤波器靠近进线,其它供电线路应从滤波器后接出，另接滤波器效果更好,电机电缆应就近接出控制柜,接入滤波器之前，其它电缆与主电缆之间的距离必须大于 20 cm,5 - 21,一类荟萃,滤波器的安装 - 三相四线供电 -,4,4,输出电抗,电机保护开关,变频器,输入电抗,主接触器,熔断器,主开关,接线端,滤波器,两相,电机电缆应

10、就近接出开关柜。,其它单相或三相负载,进线,所有的电源都要在滤波器后接线。,把进线与其它元件分隔开来避免交互干扰。,滤波器尽可能靠近进线，但与变频器的距离要小于 2m。,5 - 22,一类荟萃,滤波器的安装 - 三相四线供电 -,4,4,输出电抗,电机保护开关,变频器,输入电抗,主接触器,接线端,四相滤波器,电机电缆应就近接出开关柜。,其它单相或三相负载,所有的电源都要在滤波器后接线。,把进线与其它元件分隔开来避免交互干扰。,滤波器尽可能靠近进线，但与变频器的距离要小于 2m。,熔断器,主开关,进线,5 - 23,一类荟萃,滤波器的安装独立的干扰抑制,3,独立的干扰抑制。 这样进线部分变得规模庞大。,熔断器,主开关,接线端,进线,输出电抗,电机保护开关,变频器,输入电抗,主接触器,滤波器,5 - 24,一类荟萃,电气柜的安装原则,- 单独的滤波器 -,滤波器靠近进线,其它供电线路应从滤波器后接出，另接滤波器效果更好,接入滤波器之前，其它电缆与主电缆之间的距离必须大于 20 cm,主开关,屏蔽总线,变频器靠近滤波器,电机电缆应就近接出控制柜,5 - 25,一类荟萃,简单的滤波电路,C = 0.1