categorii: Știri electrice interesante, Recenzii electrice, Cum funcționează
Număr de vizualizări: 103287
Comentarii la articol: 13
Cum sunt aranjate și funcționate filtrele de rețea
Interferența rețelei pe măsură ce apar. Dispozitiv de filtrare de rețea, scopul elementelor sale. Caracteristici ale filtrelor de rețea.
Teoria întrebărilor
Curentul alternativ într-o rețea gospodărească este sinusoidal. Aceasta înseamnă că schimbările de tensiune și, în consecință, în curent, au loc de-a lungul unui sinusoid, adică de-a lungul unui arc neted care oscilează simetric în jurul axei timpului. Într-o secundă, tensiunea din priză își schimbă valoarea de la +310 la -310 volți de cincizeci de ori. Deci, teoretic, funcționează o rețea de curent alternativ de 220 volți 50 hertz.
Cu toate acestea, dacă ne uităm la forma de undă a tensiunii din priza noastră, vom vedea că este departe de ideal. Ce este un sinusoid !? Vârfuri continue, impulsuri, distorsiuni de formă, modificări de amplitudine, aruncări și salturi - asta vom vedea. Toate acestea strică foarte mult imaginea și este capabil să dezactiveze electrocasnicele. Acesta din urmă, în primul rând, se referă la centre muzicale, televizoare, surse de alimentare pentru radiotelefoane și alte dispozitive.
Există multe motive pentru denaturarea sinusoidului tensiunii de rețea. Acestea includ pornirea și oprirea receptoarelor electrice puternice, supratensiunile atmosferice, scurtcircuite pe partea înaltă a unei stații de transformare, precum și diverse tranzitorii complexe.
De la un curs de matematică se știe că orice funcție complexă poate fi reprezentată sub forma unei serii Fourier trigonometrice convergente. Aceasta înseamnă că sinusoidul nostru distorsionat este pur și simplu suma altor sinusoide foarte diferite, fiecare având frecvența și amplitudinea proprie. Și pentru noi, pentru funcționarea sigură și fiabilă a aparatelor de uz casnic, trebuie să lăsăm un singur sinusoid - cu o amplitudine de 310 volți și o frecvență de 50 hertz. Toate celelalte sinusoide sau, așa cum se obișnuiește să spunem, armonice de care avem nevoie pentru a suprima, descărca și nu trece la receptorul de putere.
În plus, există și un tip special de interferențe aperiodice care nu pot fi prezise sau descrise folosind funcții matematice. Acestea sunt creșteri de impulsuri - pe termen foarte scurt, dar creșteri semnificative. Ele pot apărea absolut în orice moment al timpului și, desigur, nu beneficiază de asemenea de aparatele electrocasnice. Prin urmare, zgomotul de impuls trebuie de asemenea suprimat.
Pentru a rezolva aceste două probleme și sunt utilizate protectori de supratensiune. Acestea protejează echipamentele de zgomotele de înaltă frecvență, de joasă frecvență și de impulsurile din rețea. Dar cum funcționează?
Protector de supratensiune
Dacă rezistența rezistențelor nu depinde de tipul de curent care trece prin ele, atunci reactanța unor astfel de elemente de circuit ca capacitate și inductanță depinde direct de frecvența curentului. De exemplu, rezistența unui inductor crește brusc pentru curenții de înaltă frecvență.
Această proprietate de inductanță este folosită doar la protectiile de supratensiune pentru a suprima zgomotele de înaltă frecvență - unde sinusoidale cu perioade mici. Este suficient să așezați două bobine în serie cu sarcina - în neutru și în conductorul de fază. Inductanța fiecăruia poate fi de aproximativ 60-200 μH.
Interferențele cu frecvență scăzută pot fi suprimate de rezistența activă a inductorilor sau de rezistențele individuale, care sunt de asemenea aranjate în serie cu sarcina. Rezistența unor astfel de rezistențe nu trebuie să fie mare, altfel vor avea o cădere semnificativă de tensiune. Prin urmare, rezistențele pentru suprimarea interferențelor de joasă frecvență trebuie să aibă o rezistență maximă de 1 ohm.
Cu toate acestea, filtrele care poartă numele de cod LC sunt cele mai eficiente împotriva interferențelor de rețea. Nu se limitează la inductoareși include un condensator cu o capacitate de 0,22 - 1,0 μF, conectat în paralel cu sarcina.Tensiunea nominală a condensatorului trebuie selectată cu cel puțin două margini în raport cu tensiunea de rețea, pentru a ține cont de diferențele din această tensiune.
Efectul filtrelor LC este direct legat de două legi de comutare: o bobină L suprimă schimbările bruște ale curentului, iar un condensator C amortizează fluctuațiile de tensiune de înaltă frecvență.
Însă mai avem pulsuri de interferență pe termen scurt. Acestea pot fi tratate folosind un element semiconductor special având o caracteristică de tensiune de curent neliniară - un varistor. La tensiune joasă, varistorul se comportă ca un rezistor cu rezistență foarte mare și practic nu trece curent. Dar dacă tensiunea crește la nivelul nominal pentru varistor, atunci rezistența acesteia scade brusc - trece un impuls de curent prin el însuși.
Astfel, dacă varistorul este inclus într-o sarcină paralelă, acesta va „prelua” impulsurile de înaltă tensiune, evazând sarcina pe durata expunerii lor. Tensiunea nominală a varistorului trebuie să fie de aproximativ 470 volți.
Astfel, filtrul de linie pentru funcționarea mai mult sau mai puțin reușită ar trebui să conțină: doi inductori de 60-200 μH conectați în serie la sarcina protejată, precum și un varistor de 470 volți și un condensator de 0,22 - 1,0 μF conectat în paralel.. Dacă este necesar, în circuit pot fi incluse rezistențe pentru a suprima interferențele de joasă frecvență cu maxim 1 Ohm. Evaluarea curentă a elementelor circuitului trebuie selectată în funcție de puterea de încărcare.
practică
Marea majoritate a filtrelor de rețea ieftine pe care le cunoaștem în viața de zi cu zi, nu sunt filtre de rețea. Nu conțin decât un varistor și un contact bimatallic pentru o protecție maximă a curentului.
Dar astfel de filtre sunt ușor rafinate dacă braț cu fier de lipit și colectați toate elementele listate necesare pentru a asambla circuitul LC.
Puterea majorității protectoarelor de supratensiune este redusă. Acest lucru se datorează faptului că inductorii și alte elemente de filtru pentru sarcini grele vor fi prea voluminoase și costisitoare. Adesea, pentru receptoarele de putere de mare putere, în general, pot fi utilizate doar filtre care sunt convertoare cu semiconductor. Iar prețul acestor filtre va fi mult mai mare, precum și complexitatea dispozitivului lor.
Din fericire, aparatele electrice electrocasnice puternice nu trebuie protejate de interferențele rețelei. Și aragazul, fierul și fierbătorul și ceainicul nu le pasă absolut de calitatea electricității pe care o primesc. Prin urmare, nu au nevoie de protectori de supratensiune.
Iar computerele, televizoarele și centrele muzicale consumă foarte puțină energie, iar un filtru de linie separat cu un curent nominal de doar câteva amperi este suficient pentru a le proteja.
Alexandru Molokov
Consultați și la electro-ro.tomathouse.com
: