Выбор однофазного фильтра электромагнитных помех и соответствие CE для промышленного оборудования

Однофазный фильтр электромагнитных помех — это пассивная сеть, расположенная между сетью питания и вашим оборудованием, которая ослабляет кондуктивные помехи, распространяющиеся в обоих направлениях — шум, который ваша нагрузка вносит обратно в источник питания, и шум, поступающий от источника питания. Диапазон фильтров электромагнитных помех , опубликованный для этого портфолио, охватывает однофазные и трехфазные устройства от 1 А до 40 А. Выбор одного из них сводится к четырем опубликованным параметрам плюс одно решение по установке: максимальное непрерывное рабочее напряжение, номинальный ток, тип подключения и высокопотенциальное испытательное напряжение, указанное в технических характеристиках, в соответствии с окружающей средой, в которой будет находиться фильтр. Вопрос соответствия является отдельным и более масштабным. Фильтр — это компонент; Знак, который имеет значение, наносится на ваш готовый продукт, а фильтр — это часть собранных вами доказательств.

Ключевые выводы

• Фильтр работает в обе стороны. Это ограничивает излучение вашего оборудования и повышает устойчивость к помехам, исходящим от источника питания.

• Номинальный ток является термическим показателем. Опубликованные характеристики указаны для определенной температуры окружающей среды, обычно 40 °C, и для более горячего шкафа необходимо снизить номинальные характеристики фильтра.

• Тип подключения определяет установку. Варианты со вставкой, линейной проводкой, клеммной колодкой, болтом и входом IEC подходят для различных применений панели.

• Испытательное напряжение высокого потенциала является опубликованной спецификацией, а не знаком. Сравните рисунок в таблице данных с тем, что требуется для вашей сборки.

• Однополюсные и биполярные варианты различаются тем, что они обозначают. Выбирайте, основываясь на схеме заземления, а не только на номинальном токе.

• Фильтр является одним из входных параметров соответствия, а не сертификата. К конечному оборудованию применяются стандарты, а собственная декларация поставщика входит в файл вашего проекта.

Что на самом деле делает однофазный фильтр электромагнитных помех

Откуда берутся помехи?

В импульсном источнике питания самые быстрые переходы — это те, которые создают самый широкий спектр. Восстановление выпрямителя, коммутационные фронты и паразитная емкость создают токи, которые в противном случае шли бы обратно по сетевым проводникам. Фильтр представляет собой путь с низким импедансом, который отводит эти токи до того, как они покинут корпус, и работает симметрично: одна и та же сеть ослабляет помехи, поступающие извне.

Какой путь защищает фильтр — дифференциальный или синфазный?

Оба, и они физически разные. Дифференциальный шум выходит по токоведущему проводнику и возвращается по нейтральному, поэтому он ослабляется последовательными индукторами и линейным конденсатором. Синфазный шум выходит по обоим проводникам и возвращается через землю, поэтому он ослабляется синфазным дросселем и конденсаторами между фазой и землей. Это имеет значение, когда вы читаете таблицу данных: вариант, описанный как биполярный или двухступенчатый, представляет собой добавление элементов, нацеленных на один из этих путей, поэтому два фильтра с одинаковыми номиналами тока могут вести себя по-разному в одной и той же установке.

Чтение таблицы данных однофазного фильтра электромагнитных помех

Что определяют номиналы напряжения и тока?

Максимальное непрерывное рабочее напряжение определяет источник питания, который вы можете подключить, а номинальный ток определяет тепловую зону. Сетевой фильтр электромагнитных помех CW1B обеспечивает максимальное постоянное рабочее напряжение 115/250 В переменного тока, рабочую частоту 50/60 Гц и диапазон номинального тока 1 А, 3 А, 6 А и 10 А при максимальной температуре 40 °C; в качестве индивидуальной настройки доступно до 15 А. Фразу «максимум при 40 °C» люди пропускают. В герметичном шкафу, температура которого превышает 40 °C, полезный ток ниже значения, указанного на паспортной табличке, и снижение номинальных характеристик следует той же логике, которая применяется к источнику питания рядом с ним.

Почему важно высокое испытательное напряжение?

Он сообщает вам, на каком уровне изоляции изготовлен и протестирован фильтр, что является входными данными для собственной оценки безопасности сборки. В том же паспорте CW1B указано одноминутное высокопотенциальное испытательное напряжение 1500 В постоянного тока между фазами и 1500 В переменного тока между фазами и 1500 В переменного тока между фазами, диапазон рабочих температур и температур хранения от -25 °C до +85 °C, классифицированный как 25/085/21, а также тип подключения линейной клеммы. Прочтите эти цифры как опубликованные спецификации компонента и убедитесь, что они соответствуют требованиям, которым должен удовлетворять ваш конечный продукт.

Как тип подключения влияет на установку?

Он решает, как фильтр механически присоединяется к панели и насколько необходима дисциплина проводки вокруг него. В устройствах вставного типа используются быстроразъемные или вставные клеммы, в устройствах линейного типа подключение осуществляется напрямую, а в устройствах с клеммными колодками или болтовыми соединениями допускается монтаж полевой проводки с определенным моментом затяжки и прокладкой. Смешанная практика в одной панели является обычным источником того, что фильтр правильно измеряет на стенде и плохо ведет себя в шкафу, поскольку петля проводки, которую техник оставляет между фильтром и нагрузкой, может соединяться прямо за фильтром.

Таблица 1: Варианты подключения и монтажа

Подбор фильтра под установку

Монтаж на панели или вход IEC?

Входной фильтр IEC объединяет вход устройства с сетью фильтров. Этот подход опубликован в семействе входных фильтров IEC со встроенным предохранителем и переключателем , которое предлагает модели с розетками IEC с входным током от 1 А до 10 А с опциями для переключателя с подсветкой или без нее, с одним предохранителем или двойным предохранителем. Это правильный ответ для оборудования, впускное отверстие которого открыто, и для отдельного фильтра потребуется собственный корпус. Для машинной панели традиционным выбором является фильтр с клеммным блоком или болтовым соединением, установленный близко к точке входа электросети, тогда как фильтр вставного типа с быстроразъемными клеммами подходит для оборудования, собранного на стенде, где опубликованный диапазон от 1 А до 15 А при максимальной температуре 40 °C покрывает большинство приборных нагрузок.

Однополюсный или биполярный?

Один полюс означает количество полюсов, вокруг которых построена сеть фильтров; биполярные варианты добавляют элементы, направленные на второй эталонный путь. Это различие особенно важно там, где схема заземления необычна или где измеренный синфазный шум остается высоким после установки одноступенчатого фильтра. Оба опубликованы как стандартные варианты для семейств CW3 и CW4, поэтому решение принимается на основе измерений, а не на основе таблицы спецификаций.

Однофазный или трехфазный?

Однофазное напряжение охватывает большую часть промышленного контрольно-измерительного оборудования, а трехфазные трехпроводные версии, такие как CW12B-10A-R и CW12B-40A-R, существуют для источников питания 380 В переменного тока. охватывают Однофазные фильтры электромагнитных помех вставного типа диапазон от 3 А до 30 А как в однополюсной, так и в биполярной конфигурации, где находится большинство шкафов автоматизации. Выбор трехфазного режима, когда нагрузка однофазная, увеличивает стоимость и может затруднить контроль за заземлением, поэтому подбирайте фильтр в соответствии с источником питания, которое фактически использует оборудование.

Таблица 2: Семейства моделей и текущие рейтинги

Приведенные выше рейтинги взяты из опубликованных модельных таблиц. Перед заказом подтвердите точный вариант, номинальные параметры окружающей среды и подключение в техническом паспорте.

Соответствие требованиям: чего требует маркировка CE от производителя оборудования

Какие стандарты применяются и к чему?

Стандарты соответствуют вашему продукту, а не фильтру. Директива по ЭМС удовлетворяется за счет соответствия применимым гармонизированным стандартам, которые для промышленных сред обычно представляют собой общие стандарты помехоустойчивости и выбросов, в то время как оборудование других категорий соответствует стандартам, специфичным для этой категории. Что касается безопасности, стандарт, регулирующий вашу конечную продукцию — например, IEC/EN 62368-1 для оборудования информационных и коммуникационных технологий — устанавливает требования к изоляции и расстояниям, которым должна соответствовать ваша сборка. Фильтры электромагнитных помех как компоненты подпадают под действие собственного стандарта на компоненты IEC 60939, который является полезным справочником при чтении технических данных фильтра. Подтвердите применимые выпуски и области действия у своего партнера по обеспечению соответствия.

Почему фильтр сам по себе не обеспечивает соответствия требованиям?

Потому что выбросы и помехозащищенность – это свойства готовой сборки. Прокладка кабеля, заземление, качество корпуса, частота коммутации источника питания и длина нефильтрованной сетевой проводки внутри шкафа — все это влияет на результаты измерения. Фильтр с правильным номиналом, установленный с длинной нескрученной петлей между фильтром и нагрузкой, может работать хуже, чем фильтр меньшего размера, установленный непосредственно на входе. Рассматривайте фильтр как одну контролируемую переменную среди нескольких.

Какую документацию следует собрать?

Соберите декларацию поставщика на фильтр, страницу с техническими данными, содержащую данные испытаний по номинальному напряжению, току и высокому потенциалу, а также информацию о фактически заказанном варианте. Если используется быстроразъемный фильтр или фильтр вставного типа, запишите также ответную часть разъема, поскольку замена меняет контактное сопротивление и может сделать недействительными измерения шума, выполненные на прототипе. Храните все это вместе с файлом проекта, а не в папке, принадлежащей отдельному инженеру.

Таблица 3. Что включает и чего не охватывает фильтр

Только иллюстративный метод; не является спецификацией продукта SMUN.

Рабочий процесс выбора перед запросом ценового предложения

Шаг 1 — Подтвердите источник питания и частоту. Установите максимальное постоянное рабочее напряжение и частоту сети, которую фактически использует оборудование.

Шаг 2 — Уменьшите номинальный ток. Начните с тока, указанного на паспортной табличке, затем уменьшите его для реальной внутренней температуры выше 40 °C.

Шаг 3 — Определите режим помех. Используйте измерения, чтобы установить, преобладают ли дифференциальные или синфазные помехи и указывается ли однополюсный или биполярный вариант.

Шаг 4. Сопоставьте завершение с вашей практикой в ​​группе. Вставка, линейная проводка, клеммная колодка, болт или вход IEC.

Шаг 5. Сравните опубликованное испытательное напряжение. Установите значение высокого потенциала, указанное в таблице данных, в соответствии с требованиями, которым должна удовлетворять ваша сборка.

Шаг 6 — Зафиксируйте положение крепления. Как можно ближе к входу в сеть, насколько это позволяет планировка, с максимально коротким контуром без фильтрации.

Заключение

Однофазный фильтр электромагнитных помех — это компонент, выбранный из четырех опубликованных значений — максимальное непрерывное рабочее напряжение, номинальный ток при указанной температуре окружающей среды, тип подключения и испытательное напряжение с высоким потенциалом — и затем оцениваемый по тому, насколько хорошо он установлен. Установка имеет такое же значение, как и выбор, поскольку в контуре между фильтром и нагрузкой теряется большая часть производительности, обещанной в таблице данных.

Вопрос соответствия находится на один уровень выше компонента. Знак принадлежит вашему готовому продукту, стандарты, которые его регулируют, соответствуют его категории, а не фильтру, а фильтр служит доказательством, а не выводом. Отношение к таблице данных фильтра как к документу соответствия является наиболее распространенным заблуждением в этой части проекта.

Прежде чем запросить ценовое предложение, подтвердите напряжение и частоту питания, пониженный ток в вашей внутренней среде, режим помех, который показывают ваши измерения, оконечную нагрузку, которую ожидает ваша практика использования панелей, и требования к сборке, которым должен удовлетворять ваш конечный продукт.

Часто задаваемые вопросы

Вопрос: Как мне выбрать между однополюсным и биполярным вариантами?

О: Основывайтесь на измерениях, а не на таблице спецификаций. Однополюсный охватывает общий случай; в биполярном варианте добавляются элементы, направленные на второй опорный тракт, и его стоит учитывать в тех случаях, когда измеренные синфазные помехи остаются высокими после одноступенчатого фильтра или где расположение заземления необычно.

Вопрос: Действует ли номинальный ток при любой температуре окружающей среды?

О: Нет. Опубликованные номиналы указаны для определенной температуры окружающей среды — обычно максимум 40 °C для семейства CW1B — и полезный ток падает по мере повышения внутренней температуры. В герметичном шкафу уменьшите номинал фильтра в соответствии с условиями окружающей среды, которые вы измерили в монтажной позиции, точно так же, как и источник питания рядом с ним.

Вопрос: Могу ли я установить один фильтр на несколько загрузок?

О: Это возможно, когда нагрузки имеют общую точку питания, но тогда фильтр воспринимает объединенный ток и объединенные помехи, и нефильтрованная проводка внутри шкафа становится длиннее. Установка фильтра в месте входа электросети в корпус, рядом с доминирующим источником шума, обычно дает лучший результат, чем фильтр большего размера, обслуживающий все.

Вопрос: Что мне говорит испытательное напряжение с высоким потенциалом?

A: Он описывает уровень изоляции, на который построен и протестирован фильтр, указанный как одноминутное испытание при установленном напряжении между определенными клеммами. Сравните опубликованные цифры с тем, что требует собственная оценка безопасности вашей сборки, и рассматривайте их как один из входных данных, а не как доказательство того, что готовый продукт соответствует требованиям.

Вопрос: Нужен ли мне фильтр, если он уже есть в моем блоке питания?

О: Источник питания с внутренним фильтром снижает помехи на собственных клеммах, но сетевая проводка внутри вашего шкафа по-прежнему несет в себе все, что осталось, и может подключаться к близлежащим проводникам. Вопрос о том, требуется ли дополнительный фильтр, решается путем измерения готового узла, а не исходя из предположения, что внутреннего достаточно.