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EMC的一般特性和濾波器的功能原理 電氣設備在其電磁環(huán)境中必須能正常運行并不對其環(huán)境中的任何設備產(chǎn)生無(wú)法忍受的電磁騷擾。這種能力被稱(chēng)作電磁兼容性。我們將電磁干擾分為傳導干擾和輻射干擾。傳導干擾包括對稱(chēng)和不對稱(chēng)干擾（ 也稱(chēng)作差模干擾和共模干擾）。對稱(chēng)干擾在相線(xiàn)和中線(xiàn)之間流動(dòng)，而不對稱(chēng)干擾在相線(xiàn)、中線(xiàn)對地線(xiàn)之間流動(dòng)。造成這些干擾的原因包括網(wǎng)絡(luò )交換機、變頻器、處理器、電子產(chǎn)品或電氣設備中的切換操作、電動(dòng)機控制等。 采用X電容可降低對稱(chēng)干擾。就降低不對稱(chēng)干擾而言，電流補償扼流圈用于低干擾頻率，Y電容用于高干擾頻率。 這些Y電容連接于相線(xiàn)/中線(xiàn)和地線(xiàn)之間，并將不對稱(chēng)干擾從相線(xiàn)/中線(xiàn)傳導至地線(xiàn)，從而產(chǎn)生漏電流（參見(jiàn)圖1）。電容越大，衰減效果越好，漏電流也就相應地越高。 圖1：不對稱(chēng)干擾的泄漏 可保證設備安全運行的限流值 設備或裝置的寄生耦合電容和長(cháng)電源線(xiàn)都會(huì )導致濾波器的漏電流。它們將導致漏電流總量流經(jīng)接地線(xiàn)，引發(fā)安全風(fēng)險。接地線(xiàn)的電阻抗越高，使用者面臨的安全風(fēng)險越大。如果一個(gè)人碰觸了具有破損接地線(xiàn)的設備，漏電流將流經(jīng)人體到達大地（參見(jiàn)圖2）。 圖2：漏電流在破損接地導線(xiàn)中的路徑 另一方面，由于漏電流過(guò)高，任何連入建筑物網(wǎng)絡(luò )的剩余電流斷路器都會(huì )影響設備的可靠運行。這些剩余電流斷路器會(huì )對流入接地線(xiàn)的電流進(jìn)行檢測，一旦電流超過(guò)一定的限流值，電源電壓就會(huì )斷開(kāi)。因此，漏電流限流值能夠使設備可靠運行，并確保甚至是在接地線(xiàn)破損時(shí)，仍不會(huì )有人受傷。 對產(chǎn)品開(kāi)發(fā)商的要求 設備和裝置制造商必須確保其產(chǎn)品滿(mǎn)足漏電流和電磁兼容性的相關(guān)要求。然而其目的是相互沖突的。通常情況下，可以滿(mǎn)足這兩種基本條件，且無(wú)需采用任何特殊措施。然而，重要的是，我們必須了解，我們涉及的是電壓領(lǐng)域，若濾波效果良好，高漏電流會(huì )自動(dòng)生成。 濾波器漏電流規范存在的問(wèn)題 另濾波器制造商會(huì )在其數據表中對漏電流加以說(shuō)明。然而，IEC濾波器標準并沒(méi)有對如何執行規范做出規定。從而造成了這樣一種現狀： 不同的制造商沒(méi)有義務(wù)采用相同的方法測定漏電流。因此，各制造商提供的數據沒(méi)有直接可比性。另一方面，設備標準如辦公室設備標準IEC 60950、醫療設備標準60601- 1或家用設備標準IEC 60335-1詳細規定了門(mén)限值和確定門(mén)限值應采用的方法。因此，設備和裝置制造商面臨著(zhù)遵守管理其產(chǎn)品的標準的問(wèn)題，同時(shí)不得不試圖對各濾波器制造商進(jìn)行評估，并有所保留地對比制造商提供的有關(guān)漏電流的信息�？墒褂糜嬎隳Ｐ蛠�(lái)測定漏電流。這些模型都基于理想化條件。這樣一來(lái)，電容和電網(wǎng)電壓公差就被納入考量，而寄生效應卻被忽略。然而，當與計算中使用的相對較高的公差進(jìn)行對比時(shí)，理想模型中采用化簡(jiǎn)所導致的誤差可以忽略不計。因此，電容器的電容公差規定為+/-20%，而在現實(shí)中，相關(guān)經(jīng)驗顯示電容公差實(shí)際上更小。測定漏電流后，單相濾波器和三相濾波器之間必須做出區分。 單相濾波器的漏電流 就單相濾波器而言，假設中線(xiàn)和接地線(xiàn)處于同一電勢。為此，圖3中顯示的濾波器電路得以簡(jiǎn)化，并被圖4中的替代電路所代表。 圖3：?jiǎn)蜗酁V波器內的電容器網(wǎng)絡(luò ) 圖4：測定最大漏電流的簡(jiǎn)化電路圖 現在漏電流的測定可以更加容易： 預計出現最大漏電流的條件是電網(wǎng)電壓公差為+10 %，電容公差為+20%，以及電網(wǎng)頻率為60Hz。 三相濾波器的漏電流 假設負載對稱(chēng)且平衡，理想的三相濾波器甚至在遭受最大不對稱(chēng)干擾情況下都不會(huì )產(chǎn)生漏電流。圖5為Y電容在三相濾波器中的截面圖。 圖5：三相濾波器中的Y電容 然而，在現實(shí)中，出于下列原因，三相濾波器的負載一直處于失衡狀態(tài)： - Y電容的公差 - 供電網(wǎng)絡(luò )失衡 - 非對稱(chēng)負載 - 不理想的元件配置造成濾波器的不對稱(chēng)。 在三相濾波器中，漏電流的各相向量之和，形成了產(chǎn)生放電的電流（參見(jiàn)圖6）。 圖6：三相濾波器各相漏電流之和的測定 漏電流分類(lèi) 為將漏電流的各類(lèi)要求納入考量，制造商對其產(chǎn)品進(jìn)行了分類(lèi)。于是，市場(chǎng)上出現了針對標準應用、醫療應用、工業(yè)應用等的濾波器。由于病人會(huì )直接接觸設備，正是由于這樣，醫療領(lǐng)域對漏電流要求更多。為保持門(mén)限值，多數情況下不采用或采用少量Y電容器。例如，SCHURTER 推出的M5濾波器的最大漏電流為5μA（沒(méi)采用Y電容器），或M80濾波器，其最大漏電流為80μA。 然而，沒(méi)有相應的標準規定漏電流的級別、名稱(chēng)以及適用的相應門(mén)限值。雖然如此，這個(gè)領(lǐng)域可幫助用戶(hù)能夠迅速找到適合其應用的產(chǎn)品。 |
