Категорије: Занимљиве електричне вести, Електрични прегледи, Како то ради?
Број прегледа: 103287
Коментари на чланак: 13
Како су уређени и раде мрежни филтри
Сметање мреже како настају. Мрежни филтерски уређај, сврха његових елемената. Карактеристике мрежних филтера.
Теорија питања
Наизменична струја у домаћинству је синусоидна. То значи да се промене напона, а самим тим и струје, дешавају дуж синусоида, то јест дуж глатког лука који симетрично осцилира око временске оси. У једној секунди напон у утичници мења своју вредност са +310 на -310 волти педесет пута. Дакле, у теорији, ради наизменична струја од 220 волти 50 Хз.
Међутим, ако погледамо облик напонског таласа у нашој утичници, видећемо да је он далеко од идеалног. Шта је синусоид !? Непрекидни врхови, импулси, изобличења облика, промене амплитуде, бацања и скокови - то ћемо видети. Све ово у великој мјери поквари слику и може онеспособити кућне апарате. Потоњи се, пре свега, односи на музичке центре, телевизоре, напајања за радиотелефоне и друге уређаје.
Постоји много разлога за дисторзију синусоида мрежног напона. То укључује укључивање и искључивање моћних електричних пријемника, атмосферских пренапона, кратких спојева на високој страни трансформаторске станице, као и разних сложених пролазних извора.
Из курса математике познато је да се свака сложена функција може представити као конвергенцијски тригонометријски Фоуриеров низ. То значи да је наш искривљени синусни талас једноставно збир других, врло различитих синусних таласа, од којих сваки има своју фреквенцију и амплитуду. А за нас, за сигуран и поуздан рад наших кућанских апарата, морамо да оставимо само један синусоид - са амплитудом од 310 волти и фреквенцијом од 50 херца. Сви остали синусоиди или, како је то уобичајено рећи, хармоника које требамо потиснути, испразнити, а не пренијети на пријемник напајања.
Поред тога, постоји и посебна врста апериодних интерференција, која се не може предвидети или описати коришћењем математичких функција. То су импулсни налети - врло краткорочни, али значајни порасти. Могу се појавити апсолутно у било којем тренутку и, наравно, такође немају користи од кућанских апарата. Стога се такође мора сузбити импулсни шум.
За решавање ова два проблема и користе се заштитници од пренапона. Они штите опрему од високе фреквенције, ниске фреквенције и импулсне буке у мрежи. Али како они раде?
Заштитник од пренапона
Ако отпор отпорника не зависи од врсте струје која пролази кроз њих, тада је реактанција таквих елемената круга као што су капацитивност и индуктивност, директно зависна од фреквенције струје. На пример, отпор индуктора нагло расте на високим фреквенцијама.
Ово својство индуктивности управо се користи у пренапонским заштитима за сузбијање високофреквентних бука - синусних таласа са малим периодима. Довољно је да се два оптерећења у низу поставе са оптерећењем - у неутрални и фазни проводник. Индуктивност сваког може бити приближно 60-200 μХ.
Сметње на ниским фреквенцијама могу се сузбити активним отпором индуктора или појединачним отпорницима, који су такође распоређени у низу са оптерећењем. Отпор таквих отпорника не би требао бити велики, у противном ће имати значајан пад напона. Стога отпорници за сузбијање нискофреквентних сметњи морају имати максимални отпор 1 охм.
Међутим, филтери који носе кодно име ЛЦ најефикаснији су против мрежних сметњи. Они нису ограничени на индуктори, и укључују кондензатор капацитета 0,22 - 1,0 µФ, који је паралелно повезан са оптерећењем.Називни напон кондензатора мора бити изабран са најмање две маргине у односу на мрежни напон да би се узеле у обзир разлике у овом напону.
Учинак ЛЦ филтера директно је повезан са два закона преклапања: завојница Л сузбија нагле промене струје, а кондензатор Ц смањује флуктуације напона високе фреквенције.
Али још увек имамо пулсирајуће краткотрајне сметње. Њима се може управљати коришћењем посебног полуводичког елемента који има нелинеарну карактеристику напона струје - варистор. На ниском напону, варистор се понаша као отпорник веома великог отпора и практично не пропушта струју. Али ако напон порасте до номиналног нивоа за варистор, онда се његов отпор нагло смањује - он пропушта тренутни импулс кроз себе.
Дакле, ако је варистор укључен у паралелно оптерећење, тада ће "преузети" високонапонске импулсе, ранжујући оптерећење током трајања њихове изложености. Називни напон варистора требао би бити око 470 волти.
Дакле линијски филтер за мање или више успешан рад мора да садржи: два индуктора 60-200 µХ серијски спојена на заштићено оптерећење, као и варистор 470 волти и кондензатор од 0,22 до 1,0 µФ паралелно. Ако је потребно, у круг се могу укључити отпорници за сузбијање сметњи ниске фреквенције максимално 1 Охм. Тренутна вриједност елемената круга мора бити изабрана у зависности од снаге оптерећења.
Вежбајте
Велика већина јефтиних мрежних филтера које познајемо у свакодневном животу у ствари нису мрежни филтри. Садрже само варистор и биматалични контакт за максималну заштиту струје.
Али такви се филтери лако рафинирају ако руку са лемилицом и прикупити све потребне пописе ставки за састављање ЛЦ круга.
Снага већине заштитника од пренапона је мала. То је због чињенице да ће индуктори и други елементи филтра за велика оптерећења бити превише гломазни и скупи. Често се за пријемнике велике снаге уопште могу користити само филтери који су полуводички претварачи. И цена таквих филтера биће много већа, као и сложеност њиховог уређаја.
Срећом, снажни кућни електрични уређаји не морају бити заштићени од сметњи на мрежи. И пећ, пегла и чајник апсолутно не маре за квалитет електричне енергије коју добијају. Стога им не требају заштитници од пренапона.
А рачунари, телевизори и музички центри троше врло мало енергије, а посебан линијски филтер са називном струјом од само неколико ампера довољан је да их заштити.
Александар Молоков
Погледајте и на електрохомепро.цом
: