Фильтры Benarmo
Фильтры электромагнитной совместимости Benarmo: конструктивные особенности, серии и применение в электроэнергетических системах
Фильтры электромагнитной совместимости (ЭМС) Benarmo представляют собой серию пассивных устройств, предназначенных для подавления синфазных и дифференциальных высокочастотных помех в силовых и управляющих цепях. Продукция производится в соответствии с международными стандартами IEC/EN 60939, что гарантирует стабильные параметры в условиях переменных нагрузок и температур. Основное функциональное назначение фильтров Benarmo — обеспечение соответствия электрооборудования требованиям ЭМС (IEC/EN 61800-3, IEC/EN 61000-6-2, IEC/EN 61000-6-4) за счет снижения уровня кондуктивных электромагнитных помех в диапазоне частот от 9 кГц до 30 МГц.
Принцип действия и ключевые конструктивные элементы
Фильтры Benarmo реализуют принцип LC-фильтрации низких и высоких частот. Основу устройства составляют дроссели на тороидальных или Ш-образных магнитопроводах и конденсаторы класса X (между фазой и нейтралью, фазой и землей) и класса Y (между токоведущими проводниками и землей). Для синфазного подавления используется симметричная намотка дросселя на общем сердечнике, где магнитные поля дифференциального тока компенсируют друг друга, не вызывая насыщения, а синфазный ток создает результирующее поле, обуславливающее высокий импеданс. Конденсаторы обеспечивают шунтирование высокочастотных составляющих на землю или между фазами.
Конструктивно фильтры заключены в металлический корпус, выполняющий функцию экрана. Все внутренние соединения выполнены методом пайки, что минимизирует паразитную индуктивность. Входные и выходные клеммы, как правило, пространственно разделены для снижения паразитной связи. Для монтажа предусмотрены винтовые зажимы или быстросъемные клеммы, рассчитанные на сечение подключаемых проводников, указанное в технической документации.
Классификация и основные серии фильтров Benarmo
Ассортимент фильтров Benarmo структурирован по типу сети, номинальному току, уровню подавления помех и конструктивному исполнению. Выбор конкретной модели определяется условиями эксплуатации и требуемым классом ЭМС.
Однофазные фильтры (серии BEF, BSF, BMF)
Предназначены для сетей 230В, 50/60 Гц. Применяются в источниках питания, промышленной автоматике, измерительном оборудовании, бытовой технике.
- BEF (Basic EMI Filter): Стандартная серия для общего применения. Уровень подавления — до 40 дБ. Диапазон рабочих токов: 1А, 3А, 6А, 10А, 16А, 20А.
- BSF (Superior EMI Filter): Фильтры с повышенной эффективностью (до 60 дБ) в высокочастотном диапазоне. Оснащены дополнительными ступенями фильтрации. Токовый ряд: 3А, 6А, 10А, 20А, 30А.
- BMF (Medical EMI Filter): Специализированная серия для медицинского оборудования (соответствие IEC 60601-1). Отличается повышенными требованиями к надежности и минимальным током утечки (<20 мкА). Номиналы: 1А, 3А, 6А, 10А.
- BTF (Three-phase EMI Filter): Базовая трехфазная серия для стандартных применений. Исполнение 3L (три фазы) и 4L (три фазы + нейтраль). Диапазон токов: 10А, 16А, 20А, 30А, 50А, 75А, 100А.
- BHF (High Current Three-phase Filter): Фильтры на высокие номинальные токи (до 800А) для мощных приводных систем. Часто оснащаются клеммами под болтовое соединение шин.
- BPR (dv/dt & EMI Combo Filter): Комбинированные фильтры, совмещающие функции подавления ЭМП-помех и ограничения скорости нарастания напряжения (dv/dt) на выходах ЧРП. Критически важны для защиты изоляции двигателей большой мощности при питании от инверторов с ШИМ. Ряд токов: 10А, 30А, 60А, 100А, 150А.
- Короткие соединения: Подводящие и отводящие провода должны быть минимально возможной длины. Особенно это касается отрезка между фильтром и клеммами нагрузки. Рекомендуется не более 25-30 см.
- Разделение цепей: Входные и выходные силовые цепи, а также цепи заземления, должны быть пространственно разделены. Запрещена их прокладка в одном жгуте или кабельном канале во избежание перекрестных наводок.
- Качество заземления: Корпус фильтра должен быть подключен к точке защитного заземления (PE) с минимальным импедансом. Сечение проводника заземления должно быть не меньше сечения фазного проводника. Соединение должно быть выполнено на чистую, неокрашенную металлическую поверхность.
- Тепловой режим: Фильтры рассеивают мощность в виде тепла. Необходимо обеспечить естественную или принудительную вентиляцию. При групповом монтаже соблюдать дистанции, указанные в руководстве. Номинальный ток указывается для температуры +40°C, при более высокой температуре окружающей среды требуется декларирование тока.
Трехфазные фильтры (серии BTF, BHF, BPR)
Рассчитаны на работу в сетях 400В/690В, 50/60 Гц. Ключевое применение — частотно-регулируемые приводы (ЧРП), сервоусилители, промышленные роботы, сварочное оборудование, системы ЦОД.
Технические характеристики и параметры выбора
При подборе фильтра Benarmo для конкретного применения необходимо анализировать следующие параметры:
| Параметр | Описание | Типичные значения/Единицы измерения | Критерий выбора |
|---|---|---|---|
| Номинальное напряжение (UN) | Максимальное действующее напряжение сети, при котором фильтр может работать непрерывно. | 250V AC (1Ф), 440V AC, 520V AC (3Ф) | Должно превышать максимальное напряжение в сети с учетом возможных колебаний. |
| Номинальный ток (IN) | Максимальный действующий ток, который фильтр может проводить при температуре +40°C без ухудшения характеристик. | От 1А до 800А (зависит от серии) | Выбирается с запасом 20-30% относительно рабочего тока нагрузки. Учитывается зависимость от температуры. |
| Ток утечки (ILEAK) | Ток, протекающий с фазного проводника на землю через конденсаторы Y. Определяет требования к заземлению и может влиять на срабатывание УЗО. | 0.5 мА … 5 мА (зависит от номинала) | Для медицинского оборудования <20 мкА. В обычных сетях суммарный ток утечки всех устройств не должен превышать порог срабатывания защитного оборудования. |
| Диапазон рабочих температур | Температурная среда, в которой фильтр сохраняет заявленные параметры. | -25°C … +100°C (без обледенения) | Для установок на открытом воздухе или в неотапливаемых помещениях необходим контроль нижней границы. |
| Степень подавления (Insertion Loss) | Затухание, вносимое фильтром, измеренное в соответствии с CISPR 17 (метод 50/50 Ом). | Графики зависимости затухания (дБ) от частоты (кГц-МГц) | Сравнение графиков для разных серий на частотах, критичных для конкретного источника помех (часто это 150 кГц – 30 МГц). |
| Исполнение корпуса | Способ монтажа и защиты. | Монтаж на шасси, на DIN-рейку, панельный монтаж. Степень защиты IP00 (для монтажа внутри шкафа) до IP20. | Определяется условиями монтажа и необходимостью защиты от случайного прикосновения. |
Особенности монтажа и эксплуатации для обеспечения эффективности
Эффективность фильтра Benarmo на 50% определяется корректностью его установки. Нарушение правил монтажа приводит к резкому снижению подавления помех.
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Вопрос: Как правильно выбрать номинальный ток фильтра для частотного преобразователя?
Номинальный ток фильтра должен быть равен или превышать входной ток частотного преобразователя (ЧРП) при полной нагрузке. Входной ток ЧРП, как правило, равен или незначительно превышает выходной ток двигателя. Необходимо использовать значение тока, указанное в паспорте ЧРП для соответствующего напряжения сети. Для надежности рекомендуется запас 25-30%. Для фильтров серии BPR (dv/dt) выбор осуществляется по выходному току инвертора.
Вопрос: Можно ли установить фильтр Benarmo на улице?
Стандартное исполнение фильтров Benarmo имеет степень защиты IP00 или IP20 и предназначено для монтажа внутри электротехнических шкафов, защищенных от прямого воздействия атмосферных осадков. Установка на открытом воздухе без дополнительного защитного кожуха с соответствующим IP (не ниже IP54) не допускается. Также необходимо учитывать допустимый диапазон рабочих температур конкретной модели.
Вопрос: Почему после установки фильтра срабатывает УЗО в цепи?
Наиболее вероятная причина — превышение суммарного тока утечки на землю. Каждый фильтр имеет собственный ток утечки (ILEAK), указанный в спецификации. При установке нескольких фильтров в одной линии их токи утечки суммируются. Если суммарный ток приближается к порогу срабатывания УЗО (обычно 10 мА, 30 мА), возможны ложные отключения. Решение: перераспределить нагрузку по разным линиям с отдельными УЗО, использовать фильтры с меньшим током утечки или применить УЗО с большим номинальным дифференциальным током (если это допускается нормами для данного вида оборудования).
Вопрос: В чем разница между фильтрами серий BSF и BTF, если оба рассчитаны на 10А?
Ключевое различие — тип сети. BSF — однофазный фильтр для сетей 230В. Имеет три клеммы: L, N, PE. BTF — трехфазный фильтр для сетей 400В. Имеет минимум 4 клеммы: L1, L2, L3, PE (исполнение 3L) или 5 клемм: L1, L2, L3, N, PE (исполнение 4L). Их внутренняя схема и номиналы компонентов рассчитаны на разные линейные и фазные напряжения. Применение однофазного фильтра в трехфазной цепи недопустимо и опасно.
Вопрос: Требуется ли регулярное техническое обслуживание фильтров Benarmo?
Фильтры Benarmo являются полностью пассивными устройствами и не требуют планового обслуживания, такого как замена компонентов. В рамках общего осмотра электроустановки рекомендуется визуально проверять надежность электрических соединений (отсутствие следов перегрева, подтяжку винтовых клемм), целостность корпуса и отсутствие скоплений пыли, нарушающих теплоотвод. Периодический контроль сопротивления изоляции мегомметром (с предварительным отключением фильтра от цепи!) может выявить деградацию конденсаторов.
Заключение
Фильтры электромагнитной совместимости Benarmo представляют собой технологичное и надежное решение для обеспечения соответствия промышленного и коммерческого электрооборудования жестким нормам по кондуктивным помехам. Широкий модельный ряд, охватывающий токи от 1 до 800 А, позволяет решать задачи фильтрации как для маломощных источников питания, так и для мощных приводных систем. Максимальная эффективность устройств достигается только при строгом соблюдении правил монтажа, касающихся качества заземления, минимизации длины проводников и разделения цепей. Корректный подбор фильтра по номинальному току, напряжению и требуемому уровню подавления является обязательным условием для создания энергоэффективных и электромагнитно-совместимых систем.