Kuinka verkkosuodattimet on järjestetty ja toimivat

Verkkohäiriöt niiden syntyessä. Verkkosuodatinlaite, sen elementtien tarkoitus. Verkkosuodattimien ominaisuudet.

Kysymysteoria

Kotitalousverkon vaihtovirta on sinimuotoinen. Tämä tarkoittaa, että muutokset jännitteessä ja sen seurauksena virrassa tapahtuvat sinimuotoa pitkin, ts. Sileää kaaria, joka värähtelee symmetrisesti aika-akselin ympäri. Yhdessä sekunnissa lähtöjännite muuttaa arvoa +310 arvoon -310 volttia viisikymmentä kertaa. Joten teoriassa 220 V: n 50 hertsin vaihtovirtaverkko toimii.

Jos kuitenkin tarkastelemme jännitteen aaltomuotoa pistorasiassamme, näemme, että se on kaukana ihanteellisesta. Mitä sinusoidi on ?! Jatkuvat huiput, impulssit, muodomuutokset, amplitudimuutokset, heitot ja hyppyt - juuri tämän näemme. Kaikki tämä pilaa kuvan hyvin ja pystyy poistamaan kodinkoneet. Jälkimmäinen koskee ensinnäkin musiikkikeskuksia, televisioita, radiopuhelimien virtalähteitä ja muita laitteita.

Verkkojännitteen sinusoidin vääristymiseen on monia syitä. Näitä ovat voimakkaiden sähköisten vastaanottimien kytkeminen päälle ja pois päältä, ilmakehän ylijännitteet, oikosulut muuntaja-aseman yläpuolella sekä erilaiset monimutkaiset transientit.

Matematiikan kurssista tiedetään, että mikä tahansa monimutkainen funktio voidaan esittää konvergoivan trigonometrisen Fourier-sarjan muodossa. Tämä tarkoittaa, että vääristynyt sinusoidi on yksinkertaisesti muiden, hyvin erilaisten sinusoidien summa, jokaisella niistä on oma taajuus ja amplitudi. Ja meille kodinkoneidemme turvalliselle ja luotettavalle toiminnalle meidän on jätettävä vain yksi sinimuoto - amplitudilla 310 volttia ja taajuudella 50 hertsiä. Kaikki muut sinimuutokset tai, kuten on tapana sanoa, harmoniset, jotka meidän on tukahdutettava, purettava eikä siirrettävä vastaanottimelle.

Lisäksi on olemassa erityinen aperiodinen häiriö, jota ei voida ennustaa tai kuvata matemaattisilla funktioilla. Nämä ovat impulssisästöjä - erittäin lyhytaikaisia, mutta merkittäviä lisäyksiä. Niitä voi esiintyä ehdottomasti milloin tahansa, eikä niistä tietenkään ole hyötyä kodinkoneissa. Siksi myös impulssimelu on vaimennettava.

Näiden kahden ongelman ratkaisemiseksi ja niitä käytetään ylijännitesuojat. Ne suojaavat laitteita verkon korkea-, matala- ja impulssimeluilta. Mutta miten ne toimivat?

Ylijännitesuoja

Jos vastuksien resistanssi ei riipu niiden läpi kulkevasta virran tyypistä, niin tällaisten piirielementtien, kuten kapasitanssi ja induktanssi, reaktanssi riippuu suoraan virran taajuudesta. Esimerkiksi induktorin vastus nousee jyrkästi korkeataajuusvirroille.

Tätä induktanssiominaisuutta käytetään vain ylijännitesuojauksissa tukahduttamaan korkeataajuiset kohina - siniaaltoajat pienillä ajanjaksoilla. Riittää, kun asetat kaksi käämiä sarjaan kuorman kanssa - vapaa-asentoon ja vaihejohtimeen. Kummankin induktanssi voi olla noin 60-200 μH.

Matalataajuiset häiriöt voidaan vähentää induktorien aktiivisella vastuksella tai yksittäisillä vastuksilla, jotka on myös järjestetty sarjaan kuorman kanssa. Tällaisten vastuksien vastus ei saisi olla suuri, muuten niillä on merkittävä jännitehäviö. Siksi matalataajuisia häiriöitä vaimentavien vastuksien on oltava enintään 1 ohmin resistanssi.

Suodattimet, joilla on koodinimi LC, ovat kuitenkin tehokkaimpia verkon häiriöitä vastaan. Ne eivät rajoitu induktorit, ja siihen sisältyy kondensaattori, jonka kapasiteetti on 0,22 - 1,0 μF, kytkettynä kuorman kanssa.Kondensaattorin nimellisjännite on valittava vähintään kahdella marginaalilla verkkojännitteeseen nähden, jotta tämän jännitteen erot voidaan ottaa huomioon.

LC-suodattimien vaikutus liittyy suoraan kahteen kytkentälakiin: kela L estää virran äkilliset muutokset, ja kondensaattori C vaimentaa korkeataajuisten jännitteenvaihteluita.

Mutta meillä on silti pulssi lyhytaikaisia ​​häiriöitä. Niitä voidaan käsitellä käyttämällä erityistä puolijohde-elementtiä, jolla on epälineaarinen virta-jänniteominaisuus - varistoria. Pienellä jännitteellä varistori käyttäytyy kuin erittäin korkean vastuksen vastus eikä käytännöllisesti katsoen läpäise virtaa. Mutta jos jännite nousee varistorin nimelliselle tasolle, sen vastus pienenee voimakkaasti - se välittää virtapulssin itsensä läpi.

Siten, jos varistori sisältyy rinnakkaiseen kuormaan, niin se "ottaa" korkeajännitepulssit, siirtämällä kuormaa niiden altistumisen ajaksi. Varistorin nimellisjännitteen tulisi olla noin 470 volttia.

siten, enemmän tai vähemmän onnistuneen toiminnan kannalta linjasuodattimen tulee sisältää: kaksi induktoria 60-200 μH, jotka on kytketty sarjaan suojattuun kuormaan, samoin kuin 470 voltin varistori ja 0,22 - 1,0 μF rinnan kytketty kondensaattori. Tarvittaessa piiriin voidaan sisällyttää vastuksia estääkseen matalataajuiset häiriöt maksimissaan 1 ohm. Piirielementtien nykyinen nimellisarvo on valittava kuorman tehosta riippuen.

käytäntö

Valtava osa halpoista verkkosuodattimista, jotka tiedämme jokapäiväisessä elämässä, eivät itse asiassa ole verkkosuodattimia. Ne sisältävät vain varistorin ja bimatallisen koskettimen virran maksimaaliseksi suojaamiseksi.

Mutta tällaisia ​​suodattimia voidaan helposti puhdistaa, jos käsivarsi juotosraudalla ja kerää kaikki tarvittavat luetellut esineet LC-piirin kokoamiseksi.

Useimpien ylijännitesuojaten teho on heikko. Tämä johtuu tosiasiasta, että induktorit ja muut suodatinelementit raskaille kuormille ovat liian tilaa vieviä ja kalliita. Usein yleensä suuritehoisissa vastaanottimissa voidaan käyttää vain suodattimia, jotka ovat puolijohdemuuntajia. Ja tällaisten suodattimien hinta on paljon korkeampi, samoin kuin laitteen monimutkaisuus.

Onneksi voimakkaita kotitalouskoneita ei tarvitse suojata verkkohäiriöiltä. Ja takka, silitysrauta ja vedenkeitin eivät ehdottomasti välitä saamansa sähkön laadusta. Siksi he eivät tarvitse ylijännitesuojaimia.

Ja tietokoneet, televisiot ja musiikkikeskukset kuluttavat hyvin vähän energiaa, ja erillinen linjasuodatin, jonka nimellisvirta on vain muutama ampeeri, riittää niiden suojelemiseen.

Aleksanteri Molokov

Comments

[#1]

60-200 μg - kuinka monta kierrosta ja mikä halkaisija on käännös?

[#2]

Itse asiassa nykyaikaiset elektroniset laitteet, kuten televisio ja tietokone, on jo varustettu omalla suojauksella. Tämä sisäänrakennettu linjasuodatin (LC) ja syöttöjännite 100–260 V. (mielestäni automaattinen jännite) jne. Yleensä on suunniteltu epävakaalle ja huonolaatuiselle sähkövirralle, vai olenko väärässä? Ja onko järkevää käyttää lisäsuodattimia?

Eugene,
Voit käyttää valmiita levyjä vanhoista levyistä, esimerkiksi televisiosta. He sanovat suoraan kuinka monta ICG: tä.

[#3 s]

hmm, miksi -310-310 volttia?

[#4]

Koska 220 volttia on efektiivinen jännitearvo. Maksimi, ts. Amplitudi on noin 310 volttia.

[#5]

Haluan kiinnittää erityistä huomiota siihen, että on olemassa verkkosuodattimia, joihin varistorit on kytketty paitsi vaiheen ja nollan, myös vaiheen ja maan sekä nollan ja maan välillä! Siksi kaikkia ylijännitesuojaimia ei voida käyttää ilman maadoitusta pistorasiassa! Kun jännite nousee yli 231 volttia, varistori “laukeaa” vaiheen ja nollan välillä, ja yli 250-300 volttia, nollaus tapahtuu maajohtimeen. Jos maadoitusta ei ole, virta kulkee vähiten vastuspolkua, ts. kodinkoneiden kautta "hajoamispaikkaan".

Artikkelin valokuvassa nähdään upea APC SurgeArrest® Home / Office PH6T3 ylijännitesuoja, sen käyttö ilman maadoitusta on ehdottomasti kielletty.

Kun kytket tällaisen suodattimen ilman maadoitusta, huomasin, että maadoituksen merkkivalo palaa vihreänä osoittaen täyden käytettävyyden! Tietokoneen sammuttamisen jälkeen valo hämärtyi, puhelimen sammuttamisen jälkeen se sammui.

Samasta syystä en ehdottomasti suosittele maadoituskoskettimien asentamista asuntoon ilman maadoitusta! Käytä tavallisia jatkojohtoja, joissa on virtapainike, maadoituskoskettimella, ja yritä kytkeä päiväyskaapeleilla kytketyt laitteet yhteen tällaiseen jatkojohtoon.

Tämä on tarpeen potentiaalien tasaamiseksi laitteiden välillä. (Esimerkki 1: järjestelmäyksikkö, näyttö, tulostin, kaiuttimet. Esimerkki 2: TV, DVD-soitin.)

UZO, Difavtomat, jännitereleet ja sulakkeet sellaisilta VERKOSUODATTIMilta eivät tallenna, laitteitasi, ne pelastuvat vain tulipalosta myyjien syyn takia, jotka eivät kerro sinulle täydellisiä tietoja, ja valmistajien syyn kautta, jotka eivät kirjoita "ihmelaitteen" maadoitustarpeesta. .

Tällaisia ​​linjasuodattimia ei ole helppo tunnistaa: jos käyttöohjeen lukemisen jälkeen ei ole selvää, tarvitaanko maadoitusta vai oletetaanko se, siirry silmämääräiseen tarkastukseen. Tyypillisesti tällaisissa ylijännitesuojauksissa on Suojaa hehkulamppu tai maasymboli, plus nämä suodattimet maksavat yli 20 dollaria.

Jos kaikki pistorasiat on maadoitettu, mutta tyrmäsit RCD: n tai differentiaalikoneen, kiinnitä huomiota linjasuodattimiin. Ylijännitesuojat ovat varmasti hyödyllinen asia, mutta kaikkia suodattimia ei voida kytkeä päälle peräkkäin (toisiinsa), ja tässä ei ole kyse kokonaiskuormasta, vaan resonanssilmiöistä ja lisääntyneistä virtauksista maassa!

Jos sinulla ei ole maadoitusyhteyttä ja olet jo ostanut variostaattisella maadoituksella varustetut ylijännitesuojat (ja 14 päivää on kulunut ostopäivästä), älä yritä palauttaa tätä suodatinta myymälään. Älä yritä päivittää virtapiiriä katkaisemalla maadoitusjohdin, poista tällainen suodatin “parempiin aikoihin”.

(Voit tietysti leikata kaiken vitun siitä ja koota suoraan yhteen, mutta siitä on sääli.)

[#6]

1. Oikeastaan ​​kummallista kyllä, yksittäiset pulssit asetetaan myös Fourier-sarjaan. Esimerkiksi salamaimpulssi on tasavirta, mutta hajoamisen aikana on selvää, että nämä ovat korkeataajuisia värähtelyjä. Itse asiassa tällaisesta tasavirrasta tuleva sähkömagneettinen pulssi ulottuu kilometriin salamaniskupaikasta ja palaa televisiovahvistimiin, ja 10 m tavallista johtoa (kuten hölynpölyn induktanssi) edustaa merkittävää salamannopeuden vastustuskykyä.
2. Ongelman ymmärtämiseksi on todettava, että ylijännitteet voivat kulkea sekä vaihe- että nollajohtimia pitkin, joten sääntöjen mukaan sen on tarkoitus asettaa suoja (rajoittimet) molemmille johdoille. Tämä käy selvästi ilmi, kun koko asunnossa käytetään suojausta maadoituksen (ei maadoituksen!) Avulla, selitetään hyvin IEK-luettelossa. Maadoituksen on oltava oikea (jos TN-S: tä ei ole, otan sen teräsbetonirakennusten raudoituksesta)!
3. Voidaan mainita, että suodattimilla (ylijännitesuojat) on luokiteltu häiriötehon ja -jännitteen mukaan, lopulliset kannettavat suodattimet ovat heikoimpia, mutta ne rajoittavat häiriöt minimijännitteeseen.
4.Suodattimien sarjakytkennässä RCD: n kaatuminen selittyy todennäköisesti paremmin resonanssilla kuin suodattimen kondensaattorien kautta tapahtuvaan vuotojen lisääntymiseen maahan - mitä enemmän suodattimia on, sitä enemmän vuotoja on.
5. Muuten, voimakkaan pesukoneen sisäänkäynnillä on myös oma suodatin kondensaattoreilta oman elektroniikan suojaamiseksi. Uskon, että nykyaikaisilla liesillä ja uuneilla, joissa on elektroniikka, on omat suodattimensa. Ehkä joillakin pätevillä teekannuilla ja silitysvälineillä on jo joitain. Joten älä rentoudu, sinun on verrattava kodinkoneiden kustannuksia ja suojausta häiriöiltä.

[#7 Dmitry]

Verkkosuodatin suorittaa automaattitoiminnon. Vaimo tykkää kytkeä televisio, kuivausrumpu, lämmitin, silitysrauta ja pari voimakasta kuluttajaa samanaikaisesti :-)

[#8 Alexander]

Kyllä, sitä on mahdotonta tehdä ilman maadoitusta - se on vaarallinen paitsi tekniikalle, myös elämälle ...

[#9]

Voimakkaiden yksittäisten pulssien osalta:
Ne eivät näytä pelkästään salaman, vaan myös kytkentä- ja tehokkaiden laitteiden takia, eivätkä ole kovin voimakkaita. Yksittäisiä nano- ja pikosekunnin pulsseja on melkein mahdoton havaita, ellei onnea, varastos oskilloskooppi.
Suojaus heitä vastaan ​​on monimutkaista ja kallista - korkeajännitekondensaattorit, joilla on pieni kapasitanssi ja toroidiset induktanssit matalan läpäisevyyden omaavalla ferriitillä erittäin harvinaisella käämityksellä - kääntöjen välisen kapasitanssin vähentämiseksi. Kaikki tämä on erityisessä poikkileikkausmallissa hopeatulla sisäpinnalla.
Se todella toimii, suojaten tietotekniikkaa jäätymiseltä.
Loppusanat Helpoin tapa tukkia verkkoasi ja ärsyttää naapureitasi on käyttää himmentimiä :)

[#10]

Paljon uutta sähkötekniikan osasta eli osaamista.

[#11 maksiimi]

Andrew,
Voitteko suositella ylijännitesuojaa, jota voidaan käyttää pistorasiassa ilman maadoitusta?

[#12 kapcheny]

Minulla on suodattimessa 3 liitintä: 1 suora yhteys, 2 akkusuojausta, joten ne lakkasivat toimimasta, mikä on ongelma?

[#13 Igor]

Ilmeisesti sinulla ei ole suodatinta, mutta keskeytymätöntä. Ja keskeytymättömissä akkuissa akut rikkoutuvat ajan myötä, todennäköisesti tämä on syy akkusuojauksen vikaantumiseen, mutta se voi olla vain vika (epätodennäköistä).