Uno de los productos de mi empresa diseños es, esencialmente, bus común de los suministros de energía para unidades de frecuencia variable (Vfd). Hasta ahora sólo hemos vendido en los Estados unidos. Estamos considerando la venta en Europa. Las normas CE nos obliga a cumplir con varios requisitos: seguridad en la construcción, inmunidad al ruido, ruido radiado, llevó a cabo el ruido, y la directiva RoHS. No creo que lo vamos a cambiar mucho acerca de nuestros diseños para la mayoría de los problemas. A cabo el ruido, sin embargo, parece que se va a requerir algunos componentes adicionales. Tengo que averiguar lo que los componentes, antes de que podamos proceder con la evaluación de los estándares.
Estoy familiarizado con una serie de VFDs de diferentes fabricantes, así como algunos otros de bus común de los suministros de energía. Todos los que he visto compartir una muy similar filtro EMC diseño, incluyendo dos opcionales de tierra de protección (PE) puentes que se pueden agregar o quitar según se desee. El de abajo es mi teoría como a la naturaleza y finalidad de estos filtros. Si hay un error en mi interpretación, es evidente que afecta a la respuesta a mi última pregunta!
Esto representa una unidad de frecuencia variable que está siendo alimentado a partir de una puesta a tierra neutro del transformador, con tres reactor de fase entre los dos. Fet se utiliza porque no hay ningún símbolo de un IGBT en el editor de esquemáticos.
simular este circuito – Esquema creado mediante CircuitLab
Cuando los IGBTs del interruptor, la conmutación de arista tiene un contenido de frecuencias en megahertz, lo que significa que capacitancias parásitas comenzará a importar. Voy a representar a aquellos que con una sola capacitancia de los DC - a la tierra, aunque, por supuesto, la capacitancia se distribuye a lo largo de los cables del motor, la vivienda, y todos los demás componentes en el sistema.
Desde cada una de las fases del transformador es de una fuente, la corriente debe fluir a cabo uno de los extremos de la bobina, luego de vuelta a la tierra de neutro. Con la capacidad parásita en su lugar, hay dos caminos: uno de entrada de CA del variador de frecuencia y otro, o en uno de CA de entrada y salida a través de la capacidad parásita. Naturalmente, la corriente sigue todos los caminos, en proporción a su impedancia. A frecuencias altas, la capacidad parásita es mucho menor impedancia que la gran parte un camino inductivo a través de la entrada de CA. Esencialmente, tenemos un divisor de corriente, y el condensador tarda mucho más actual que el otro camino de las altas frecuencias.
El flujo de corriente a través de la capacidad parásita tiene efectos negativos. En la realidad física, este es el flujo de corriente a través de cada objeto conectado a tierra cerca del variador de frecuencia, los cables del motor y el motor. Que, básicamente, convierte todo el sistema en una gigantesca antena de radiodifusión, el contenido de frecuencia de la conmutación de borde, por no hablar de que posiblemente cachondeo otras referencias cercanas. Puede haber otros efectos negativos no entiendo, como bien.
No podemos eliminar esta capacidad parásita. Tampoco podemos reducir sustancialmente el contenido de frecuencia de la conmutación de borde (aunque podemos ralentizar el IGBT de conmutación a algún grado). Lo que podemos hacer es alterar las relaciones de impedancia y reducir la cantidad de corriente que fluye a través de la capacidad parásita.
En primer lugar, hemos de añadir un modo común de ahogo. Esto puede ir en el bus de DC o de la CA de entrada, pero antes en el flujo de la energía es probablemente mejor que después. Te voy a mostrar el mío en el bus de CC para facilitar el dibujo.
Un óptimo modo común choke aparece como impedancia cero a cualquier corriente que fluye de forma simétrica a través del dispositivo. En su lugar aparece como una alta inductancia diferencial de corrientes. Este dispositivo se ha incrementado la inductancia de la ruta de acceso a través de la capacidad parásita, aumentando su alta frecuencia de la impedancia y la reducción del flujo de corriente a través de esta ruta.
En segundo lugar, hemos de añadir los condensadores de la línea de CA a la tierra.
Estos condensadores de alta frecuencia de la conmutación de corrientes de un camino de tierra que no esté bloqueado por el común modo de cierre. La impedancia total de la ruta de acceso a la tierra es ahora mucho menor que la de la capacidad parásita. A diferencia de la capacidad parásita, estos son físicos discretos condensadores ligado directamente a un cable de tierra. La conmutación de corrientes figuran a una trayectoria definida, en lugar de contaminantes en los terrenos de la totalidad de la eléctrica barrio.
(Nota: en la realidad de los VFDs, estos condensadores están generalmente dispuestas como se ve aquí. No creo que el arreglo de los asuntos para los fines de esta cuestión, mientras la línea-a-neutro de la capacitancia se logra. También, estos condensadores deben tener un Y-clase de la clasificación de seguridad.)
Desde el común modo de obturador ha inductancia de fuga, agrega algunos de alta frecuencia de la impedancia de la ruta de acceso a través de la línea de CA de los condensadores del filtro. Así, podemos agregar nuestro tercer componente de filtro, los condensadores del bus de CC aguas abajo de la common mode choke.
Estos condensadores tienen la misma adicionales del modo diferencial impedancia como la capacidad parásita, pero su valor es mucho mayor que la de los parásitos de la impedancia, y por lo tanto la impedancia será menor. Como la línea de CA condensadores, estos también deben ser Y calificación.
Todo esto entiendo, o al menos creo yo. Pero, ¿cómo se hace adecuadamente el tamaño de estos componentes?
A mí me parece que el mejor escenario es obvio. En primer lugar, hacer que el filtro de capacitores tan grande como sea posible, dando el mínimo de alta frecuencia de la impedancia. Necesitamos Y nominal de los condensadores con el correspondiente voltaje de CA y CC calificaciones necesarias, que para un individuo de condensadores nos pone en el <de 1 uf gama. Probablemente la película, aunque hay algunos Y calificación de cerámica de tapas. Pero podemos paralelo, como muchos de los condensadores, como nos gusta. ¿Cómo puedo saber cuándo parar?
Segundo, hacer que el modo común choke tener un diferencial de alta impedancia y baja como una inductancia de fuga como sea posible. No sé terriblemente mucho acerca de bobinado inductores, pero esto parece significar que el uso de un gran núcleo con un mínimo de vueltas. Pero de nuevo, no puede obtener o montar arbitrariamente grandes núcleos.
Obviamente hay algunos mínimo aceptable para estos valores de los componentes, lo que nos permite optimizar el tamaño y el costo. ¿Cómo puedo averiguar lo que es, y sabe que cuando yo hemos llegado? Y es en realidad un valor máximo aceptable para cualquiera de estos componentes de filtro?
