Фильтр ЭМП

[МакМарк]

Приветствую! 

Помогите разобраться с простеньким фильтром, пожалуйста. Это уже сделанный фильтр с известными параметрами компонентов. 

Схема содержит варисторы S20K275, конденсаторы подавления ЭМП B32923C3105K000, 1мкФ, 305 В, X2, синфазный дроссель 2х1000 мкГн (померяли) намотанный сдвоенным проводом (13 витков) 1,25мм в диаметре на торроиде 60х40х18 неизвестной марки, да в общем-то и все. Рассчитана на 16А. Попытки вычислить дросселя mi дали 4300, что соответствует ферриту N30 от Лэпкос.  Для этого феррита максимальная В=0,38мТ. На всякий случай, геометрия: Le=156mm, Se=156mm2, рассчитанная А=5,92мкГн

Вопросы связаны с тем, что мне надо спроектировать прибор, в состав которого входит этот фильтр, а я не понимаю какую цель он здесь преследует и какими параметрами нового прибора я могу играть. Оригинальный прибор использовался как "common mode filter" в светофорном контроллере. 

Попытка вычислить индукцию при токе 16А по формулам приведенным в начале форума, дала поле в 16Т, что явно превышает поле насыщения этого материала. После этого расчета встал в тупик

Вопросы: 

1) Вычисленная индукция дала 16 Тесла. Это как-то адски много, нет? Это реалистично ли, и если нет, то как правильно считать?

2) как связаны mi , которую дает производитель феррита, и me, которую используют в некоторых статьях по расчету дросселя, предупреждая о том, что это две разные сущности, и не надо их путать (не путать начальную магнитную проницаемость материала и относительную магнитную проницаемость сердечника). А у С.Бирюкова используется только me, mi не используется вовсе, как и вначале форума. 

3) Если я мотаю феррит сдвоенным проводом, это как-то меняет расчетные формулы с точки зрения размеров и mi кольца? 

4) Описанная в форуме методика нахождения параметров дросселя применима к моему случаю? 

5) Правильно ли понимаю, что надо в расчетах исходить из индуктивности 2мГн, а то, что он разбит на 2 части - неважно?

5) Для чего в схеме использован дроссель? Только как глушитель синфазной помехи, или еще и диф.помехи? Что основное и на что ориентироваться в первую очередь при расчете?

6) Как красиво намотать дроссель проводом такой толщины? Это реалистично?  В масштабах, например, 30 штук. 

7) Хочется думать о замене чем-то готовым, достаточно ли, в этом случае, обращать внимание только на ток и индуктивность? Или размер, форма, mi имеет значение? Как оценить? 

8) Покритикуйте схемотехнику оригинала пожалуйста. 

[Реклама]

Реклама: ООО ТД Промэлектроника, ИНН: 6659197470, Тел: 8 (800) 1000-321

[Lexter]

1 час назад, МакМарк сказал:

при токе 16А по формулам приведенным в начале форума, дала поле в 16Т

Обратите внимание на направление намотки обмоток дросселя (жирной точкой обозначено начало обмотки) и как они подключены в схеме (подсказка: встречно).

И снова здравствуйте.

 

Изменено 4 июня, 2020 пользователем Lexter

[Реклама]

20% скидка на весь каталог электронных компонентов в ТМ Электроникс!

Акция "Лето ближе - цены ниже", успей сделать выгодные покупки!

Плюс весь апрель действует скидка 10% по промокоду APREL24 + 15% кэшбэк и бесплатная доставка!

Перейти на страницу акции

Реклама: ООО ТМ ЭЛЕКТРОНИКС, ИНН: 7806548420, info@tmelectronics.ru, +7(812)4094849

[ummagumma]

04.06.2020 в 15:50, МакМарк сказал:

встал в тупик

магнитные потоки обеих катушек Ф1=Ф2 равны и направлены навстречу друг-другу... может дойдёт  

[Реклама]

Выбираем схему BMS для корректной работы литий-железофосфатных (LiFePO4) аккумуляторов

 Обязательным условием долгой и стабильной работы Li-FePO4-аккумуляторов, в том числе и производства EVE Energy, является применение специализированных BMS-микросхем. Литий-железофосфатные АКБ отличаются такими характеристиками, как высокая многократность циклов заряда-разряда, безопасность, возможность быстрой зарядки, устойчивость к буферному режиму работы и приемлемая стоимость. Но для этих АКБ, также как и для других, очень важен контроль процесса заряда и разряда, а специализированных микросхем для этого вида аккумуляторов не так много. Инженеры КОМПЭЛ подготовили список имеющихся микросхем и возможных решений от разных производителей. Подробнее>>

Реклама: АО КОМПЭЛ, ИНН: 7713005406, ОГРН: 1027700032161

[МакМарк]

04.06.2020 в 17:26, Lexter сказал:

Обратите внимание на направление намотки обмоток дросселя (жирной точкой обозначено начало обмотки) и как они подключены в схеме (подсказка: встречно).

Спасибо. Читаю. 

 

[KomSoft]

На входе поставить бы предохранитель. Иначе варисторы сгорят (в случае сильной помехи или скачка напряжения) бесполезно. А так - выжгут предохранитель и защитят учтройство.

[МакМарк]

Только что, KomSoft сказал:

На входе поставить бы предохранитель. 

Устройство защищено внешним автоматом (обычно, 6А). С вашей точки зрения, это заменяет предохранитель? За всю практику использования, что интересно, варисторы горели только в Алма-Ате. 

[ummagumma]

1 час назад, МакМарк сказал:

За всю практику

тогда зачем они в схеме? особенно V1/V2 

[KomSoft]

2 hours ago, МакМарк said:

защищено внешним автоматом (обычно, 6А)

А реле напряжения есть? Мне периодически попадаются БП АТХ со сгоревшими варисторами и предохранителем 

[Dr. West]

11 часов назад, МакМарк сказал:

Устройство защищено внешним автоматом

Автоматический выключатель (автомат) защищает электросеть от перегрузки неисправным потребителем, а не потребителя от аварий сети ( перенапряжение, скачок). Т.е., если автомат сработал, значит устройство уже неисправно (возможно - временно). То же самое касается и плавких предохранителей.
Странно, что инженер - проектировщик этого не знает.
 

Изменено 9 июня, 2020 пользователем Dr. West

[Lexter]

3 часа назад, Dr. West сказал:

инженер - проектировщик

Наверное есть смысл прочитать все вопросы ТС-а по этому фильтру, начало этой темы в "Коммутатор с фильтром ЭМП" в "Песочнице". А может и объединить эти две темы.

[МакМарк]

14 часов назад, ummagumma сказал:

тогда зачем они в схеме? особенно V1/V2 

Это оригинальная схема зарубежного производителя... 

13 часов назад, KomSoft сказал:

А реле напряжения есть? 

Нет, реле напряжения нет. 

[Lexter]

5 минут назад, МакМарк сказал:

Это оригинальная схема

Ещё раз: Это давно уже стандартная схема. Что вы в ней видите оригинального?

[МакМарк]

4 часа назад, Dr. West сказал:

Автоматический выключатель (автомат) защищает электросеть от перегрузки неисправным потребителем, а не потребителя от аварий сети ( перенапряжение, скачок). 
 

Если я правильно понимаю логику построения устройства, при возникновении перенапряжения или скачка напряжения в сети, варисторы увеличат ток через автомат, и он отключит прибор (см.схему). Таким образом, автоматы выполняют здесь двоякую функцию. 

К сожалению, хоть и выполняю роль инженера-проектировщика, им не являюсь. Поэтому, как я написал в исходном посте, много вопросов для понимания сути процессов. 

1 минуту назад, Lexter сказал:

Ещё раз: Это давно уже стандартная схема. Что вы в ней видите оригинального?

"Оригинальный - Не заимствованный, не переводный, подлинный". От слова origin - исходная. Не имею в виду "особенная". 

[Dr. West]

Именно, варистор делает прибор "неисправным" (с точки зрения сети) и автомат его выключает.
зы. В ГИБДД всё настолько плохо, что для разработки системы безопасности движения привлекают непрофильных специалистов?

[МакМарк]

59 минут назад, Dr. West сказал:

Именно, варистор делает прибор "неисправным" (с точки зрения сети) и автомат его выключает.
 

В данном случае защищают не сеть, а прибор. Автомат входит с состав электроустановки. Другой автомат стоит в удаленном электрощите, от которого идет линия до обсуждаемой электроустановки, и защищает эту линию. Проблемы в этой линии может вызвать не только обсуждаемый прибор, а банальный обрыв провода с последующим замыканием. 

Вам есть, что сказать по существу заданных вопросов? Если нет, не засоряйте тему, пожалуйста. 

Изменено 9 июня, 2020 пользователем МакМарк
Уточнение.

[МакМарк]

1 час назад, Lexter сказал:

Наверное есть смысл прочитать все вопросы ТС-а по этому фильтру, начало этой темы в "Коммутатор с фильтром ЭМП" в "Песочнице". А может и объединить эти две темы.

Я бы подредактировал исходные сообщения и объединил темы, но не знаю как  Некоторая информация в песочнице неактуальна - например, приняли решение ориентироваться на макс.ток 16А, неверно указана индуктивность катушки - 1мкГн, а не 1мГн. 

Вопросы многие отпали, остались:

 

6) Как красиво (т.е. равномерно и повторяемо) намотать дроссель проводом такой толщины? Это реалистично?  В масштабах, например, 30 штук. Или такое заказывают?  

7) Хочется думать о замене чем-то готовым, достаточно ли, в этом случае, обращать внимание только на ток и индуктивность? Лэпкос предлагает широкий набор готовых дросселей, например B82726S2163N002, но тут одинарный провод. В оригинале - двойной. Это для уменьшения Lstray?  

8) Покритикуйте схемотехнику оригинала пожалуйста. Здесь нет Y-конденсаторов, например. Почему могли не поставить? (хочется думать, что проектировали осознанно). 

Фото оригинального дросселя прилагаю.

[МакМарк]

16 часов назад, ummagumma сказал:

тогда зачем они в схеме? особенно V1/V2 

Ну кстати такую схему защиты встречал не раз на просторах интернета, довольно стандартная штука... V1 и V2 защищают от скачка на питающих проводах - такое можно произойти из-за молнии, например. А земля, она местная: электроустановка стоит на улице, заземлена локально, соединена с источником тока, как правило, длинными проводами (встречал линии и по 400м длиной, кинутых воздухом). И, как правило, не одним куском, а многими, соответственно - скрутки, полуизолированные полуотвалившейся изолентой.  

[Lexter]

54 минуты назад, МакМарк сказал:

6) Как красиво (т.е. равномерно и повторяемо) намотать дроссель проводом такой толщины? Это реалистично?  В масштабах, например, 30 штук. Или такое заказывают? 

Конечно реально. Перед вами ведь такой готовый, намотанный. А в два провода видимо ещё для того, чтобы легче было мотать. Более тонкий легче гнётся. Если покажется и такой трудно гнуть, намотайте в 4 более тонких провода... Главное суммарное сечение то же оставьте, всё-таки 16 ампер. А намотать - и самому без проблем (ну может первый получится "кривой", пока руку не набьёшь), и нетрудно найти, где заказать, если самому возиться не хочется.

 

1 час назад, МакМарк сказал:

7) Хочется думать о замене чем-то готовым, достаточно ли, в этом случае, обращать внимание только на ток и индуктивность?

Я вам уже об этом писал в первом же ответе:

28.05.2020 в 13:48, Lexter сказал:

Я бы поставил готовый стандартный сетевой фильтр подавления ЭМП  за 10 баксов, с известными характеристиками, указанными в даташите, и освободил бы голову для решения более важных задач.

Обращать внимание на ток, - да, конечно. Но не на индуктивность, а на соответствие требуемому стандарту к электропитанию. Об этом я вам тоже писал. Так как вы сказали, что эти требования не знаете, возьмите общепромышленный (т.е. любой из имеющихся в продаже) или посмотрите в документации от какого-нибудь светофора, по какому стандарту предъявляются требования к питанию в аппаратуре этого класса. У вашего "оригинального" фильтра никаких выдающихся характеристик нет. Всё по-минимуму. Кстати, об этом я вам тоже уже писал.

 

1 час назад, МакМарк сказал:

8) Покритикуйте схемотехнику оригинала пожалуйста. Здесь нет Y-конденсаторов, например. Почему могли не поставить?

Из экономии не поставили. Роль Y-конденсаторов выполняют ёмкости варисторов V1 и V2. Кстати, их поставили в надежде, что ещё и УЗО будет срабатывать. Только вряд ли оно в этой системе есть.

 

1 час назад, МакМарк сказал:

(автоматы) В данном случае защищают не сеть, а прибор. Автомат входит с состав электроустановки.

И по поводу варисторов, автоматов и предохранителей я вам тоже уже писал:

29.05.2020 в 23:23, Lexter сказал:

При броске напряжения они бодренько с фейерверком и дымом выгорают (не факт, что успеют выбить автомат на 16 А или что его потом кто-нибудь не включит), и схема остаётся подключена напрямую к сети...

Механика не имеет высокого быстродействия. Для защиты проводов линии передачи его вполне хватает, а вот для защиты прибора - нет. Это "информация к размышлению" насчёт вашей уверенности, что всё, что сделано "заграницей" - вершина технической мысли. Это подтверждают и ваши наблюдения - выгоревшие варисторы. В нормально разработанной схеме они "многоразовые" (т.е. не выгорают, в этом смысл их применения для защиты), выгорают только легко заменяемые предохранители. Кстати, в грамотных разработках, предохранители для таких цепей ставятся тоже не первые попавшиеся, а специально для этого предназначенные, быстродействующие. Иногда тоже многоразовые.

[МакМарк]

Lexter, все, что вы пишите - я принимаю к сведению  Спасибо!

По поводу моего "восхищения" западной техникой: отношусь критически. Говорю лишь о том, что прибор, с которым мы работаем, намного надежнее наших аналогов (по отзывам эксплуатирующих организаций), да и статистика закупок запчастей (примерно на 1000 приборов за 9 лет куплено несколько не больше десятка модулей) - говорит сама за себя. Задача - понять, что было сделано, зачем было сделано, и повторить, возможно, с улучшениями. 

"Оригинальный" в моем контексте имеет значение "изначальный образец, оригинал". Когда говорят про "оригинальный дворник" на машину, не имеют в виду, что это чудо инженерной мысли. 

п.6: Думаю, что оригинал намотан на станке. У меня вопрос про ручную намотку. Насколько критично в ручной намотке соблюдать полную симметричность обеих катушек? Условно, если в первой катушке шаг навива 1,5мм, а во второй 1,1мм, не повлечет ли это снижение способности фильтровать синфазную помеху?

п.7: посоветованная вами сборка на 6А, в новом ТЗ нам нужно 16, этого либо нет, либо слишком дорого. Тем более, плату все равно делать, что мешает собрать фильтр самому? Купив готовые компоненты?

Как ни странно, такой важный предмет как светофорный контроллер, не входит в перечень продукции подлежащей обязательной сертификации. На него есть весьма хилый ГОСТ, но даже ему он не обязан следовать. И в этом ГОСТ нет требований к электромагнитным помехам, совместимости, требований по питанию (кроме напряжения, частоты), то же к светофорам относится. 

п.8: УЗО в системе есть. Но в реальности РФ оно довольно часто (чуть ли не всегда) ложно срабатывает, так что эксплуатанты его любят выкидывать. 

По поводу предохранителей: производитель рекомендует ставить "медленные" предохранители. Другая мотивация... Прибор не должен оказаться обесточен чем-то случайным.   

По поводу выгорания варисторов: были единичные случаи в Алмаате, на 100 устройств 2 случая. Во-1 Алма-ата город гроз, во-2 их инфраструктура все-таки в меньшем порядке, чем у нас в РФ. Общая статистика получается -  на ~1000 устройств за 9 лет выгорело 2 варистора. И я не знаю, что там за автоматы и заземление - не мы собирали и пуско-налаживали. 

 

Изменено 10 июня, 2020 пользователем Starichok

[Starichok]

@МакМарк , не надо делать пустых цитат. ты написал ник, к кому обращаешься, и этого достаточно.

[Lexter]

19 часов назад, МакМарк сказал:

прибор ... намного надежнее наших аналогов

Не путайте надёжность и электрические параметры устройства. Это разные вещи.

Если ваши "отечественные аналоги" собраны на самом дешёвом гетинаксе, спаяны полуграмотным студентом, бессвинцовым припоем, из самых дешёвых компонентов с али, без проведения приёмосдаточных испытаний, то сами понимаете, удивляться разнице в надёжности как минимум странно.

Есть такой раздел электроники - Надёжность. Изучайте.

А лучше наймите опытного разработчика, толкового технолога и грамотного конструктора. Применяйте компоненты и материалы, соответствующие условиям эксплуатации. И будут ваши изделия по надёжности не хуже зарубежных аналогов.

[МакМарк]

19 минут назад, Lexter сказал:

Не путайте надёжность и электрические параметры устройства. Это разные вещи.

Что наводит на мысль, что я их путаю? Однако, для эксплуатации эти вещи неразрывно связаны. Низкая надежность - выход из строя. Неверные параметры - выход из строя других модулей. Ни того ни другого не наблюдается, как я указал. 

Отечественные аналоги, о которых говорю, собраны не моей организацией. "Наши" = российские. 

Буду благодарен ответу на п.6 и комментариям по п.7. 

[Lexter]

20 часов назад, МакМарк сказал:

п.6: ...Насколько критично ... соблюдать полную симметричность обеих катушек?

На кольце такого размера ±3-5 мм вполне достаточно. Точнее - "ловля блох".

 

20 часов назад, МакМарк сказал:

п.7: ... слишком дорого.

Серийное изделие всегда в разы дешевле такого же по качеству единичного экземпляра. Дорого - покупайте непосредственно у производителя, чтобы сэкономить на посредниках. Или ставьте дешёвое дерьмо и не морочьте людям мозги про надёжность.

Изменено 10 июня, 2020 пользователем Lexter

[МакМарк]

9 часов назад, Lexter сказал:

Серийное изделие всегда в разы дешевле такого же по качеству единичного экземпляра.

Изучение рынка показало, что серийные изделия в массе своей присутствуют в сегменте "до 6-8А". Количество предложений в сегменте "до 16А" резко ниже. В одном из форумов поднимался вопрос о возможности использования двух синфазных дросселей на 8А индуктивностью 2L включенных параллельно, для имитации дросселя на 16А индуктивностью L. К сожалению, мне неизвестен результат внедрения топикстартером такого решения. Что думаете на этот счет?

[ummagumma]

7 часов назад, МакМарк сказал:

Что думаете на этот счет?

это называется байян... параллельное включение для распределения тока... используется повсеместно... а по хорошему, это фильтр ЭМИ... для защиты мирового эфира от вредоносного излучения блока питания контроллера... автомат на входе - защита от пожара в самом контроллере или козы в линиях питанья семофоров... автомат в здании - защита линии питания контроллера от выгорания в случае козы в линии или контроллере... если молния жахнет рядом, то эти смишные варисторы v1/v2 20D разорвет вклочья за миллисекунду...если контроллер будет заземлен... при этом сам контроллер возможно и не пострадает... синфазная помеха... если в здании отгорит нолик нейтрали и фаза питания будет перекошена в плюс, то разорвет вклочья v3, сгарит блок питанья контроллера и быбьет автомат на зданьи и(или) в контроллере... вопрос в чем? купить кольцо Т38 и  намотать 16 витков эмаль провода Ф1,5мм такая неразрешимая проблема?