Tải bản đầy đủ - 0 (trang)
Chương 3: CÁC GIẢI PHÁP GIẢM NHIỄU ĐIỆN TỪ

Chương 3: CÁC GIẢI PHÁP GIẢM NHIỄU ĐIỆN TỪ

Tải bản đầy đủ - 0trang

Pigtail

HF



1

LF-HF



2

1

3



Braided



Đây là lý do tại sao phải sử dụng dây nối đất ngắn và dày để nối với đường dẫn

đất chung hoặc thanh góp nối đất. Đặc biệt là khi một bộ điều khiển (ví dụ như PLC)

được nối với một bộ điều khiển động cơ AC, nó phải được nối đất bởi một dây dẫn ngắn

và dày và được đề xuất sử dụng dây dẫn bện bằng phẳng (ví dụ: lưới kim loại) với một

trở kháng thấp hơn ở tần số cao.

Nếu dây nối đất quá dài, điện cảm của nó có thể ảnh hưởng đến cấu trúc tủ điều

khiển và tạo ra điện cảm tương hỗ và điện dung kí sinh. Được thể hiện trong hình dưới

đây, một dây nối đất dài có thể trở thành một ăng-ten thẳng đứng và biến thành một

nguồn nhiễu.



HVTH: Nguyễn Thị Quỳnh Trang



15



Long PE



Painted sheet metal



HF



3.1.2 Các vòng lặp nối đất

Một vòng lặp nối đất xảy ra khi các phần của thiết bị được kết nối với nhiều

hơn một đường dẫn nối đất. Trong trường hợp này, dòng nối đất có thể quay trở lại

điện cực nối đất thông qua nhiều hơn một đường dẫn. Có ba phương pháp để tránh các

vòng lặp nối đất:

-



Sử dụng một mạch nguồn chung



-



Nối đất đơn điểm



-



Cách ly các tín hiệu (ví dụ bằng photocouplers)

Cable



Equipment



Equipment



A



B

Earth plane



Go od

Cable



Equipment



Accompanying cable



A



Equipment



B

Very good

Cable

Earth plane



HVTH: Nguyễn Thị Quỳnh Trang



16



Để tránh nhiễu ở chế độ chung thì thì sử dụng các dây song song hoặc dây cáp xoắn đôi.

Theo quy tắc này và tránh dây dẫn dài, nên đặt 2 dây gần nhau nếu có thể.

3.1.3 Các hệ thống nối đất

Các tiêu chuẩn quốc tế IEC60364 phân biệt ba loại hệ thống nối đất khác nhau ,

bằng cách sử dụng mã hai kí tự TN , TT , IT .

 Kí hiệu đầu tiên thể hiện các loại nối đất cho các thiết bị cung cấp nguồn (máy

phát điện hoặc máy biến áp).

-



T : Một hoặc nhiều điểm của thiết bị cung cấp nguồn được nối trực tiếp đến

cùng điểm nối đất.



-



I: Hoặc là khơng có điểm được nối với đất (được cách ly) hoặc nó được nối với

đất thơng qua một trở kháng cao.



 Kí hiệu thứ 2 thể hiện kết nối giữa đất và thiết bị cung cấp nguồn.

-



T: Được nối trực tiếp tới đất (Điểm nối đất này tách biệt với các điểm nối đất

khác trong hệ thống cung cấp nguồn).



-



N : Nối với đất thông qua dây dẫn được cung cấp bởi hệ thống cung cấp

nguồn.



 Kí hiệu thứ ba và thứ tư ra thể hiện vị trí của dây đất

-



S: Các dây trung tính và dây đất riêng biệt



-



C: Dây trung tính và đất được kết hợp thành một dây dẫn đơn.



HVTH: Nguyễn Thị Quỳnh Trang



17



 Hệ thống TN:

TN: Điểm trung tính của máy biến áp hay máy phát điện áp thấp được nối đất,

thường là điểm nối sao trong hệ thống điện 3 pha. Thân của thiết bị điện được nối đất

thông qua nối đất này tại máy biến áp.

Protective earth (PE): Dây dẫn nối phần kim loại tiếp xúc với người dùng.

Neutral (N): Dây dẫn nối với điểm nối sao trong hệ thống điện 3 pha hoặc mang dòng rò

trong một hệ thống điện 1 pha.



 Hệ thống TN-S

TN-S: PE và N là hai dây dẫn riêng biệt chỉ được kết hợp với nhau gần nguồn điện

(máy biến áp hoặc máy phát điện). Nó cũng giống như hệ thống 3 pha 5 dây.



HVTH: Nguyễn Thị Quỳnh Trang



18



 Hệ thống TN-C

TN-C: PE và N là hai dây dẫn riêng biệt trong một trang bị điện tương tự như một

hệ thống 3 pha 5 dây, nhưng gần phía bên nguồn điện, PE và N được kết hợp thành một

dây trung tính nối đất bảo vệ (PEN) tương tự như hệ thống 3 pha 4 dây.



HVTH: Nguyễn Thị Quỳnh Trang



19



 Hệ thống TN-C-S

TN-CS: hệ thống dây trung tính và đất kết hợp (dây trung tính nối đất bảo vệ)

được sử dụng trong các hệ thống nhất định nhưng cuối cùng chia thành hai dây dẫn riêng

biệt PE và N. Một ứng dụng điển hình của dây PEN được kết hợp là từ trạm biến áp đến

tủ điện nhưng trong tủ điện dây trung tính bảo vệ nối đất được tách thành các dây PE và

N.

Nối trực tiếp các dây PE và N đến nhiều điểm nối đất tại các vị trí khác nhau sẽ

giảm nguy cơ các dây trung tính bị hỏng.



 Hệ thống TT

TT: Các điểm trung tính (N) của máy biến áp điện áp thấp và các khung thiết bị

(PE) được nối với một điểm nối đất riêng biệt.



 Hệ thống IT

IT: Điểm trung tính của máy biến áp và thiết bị điện không nối đất, chỉ có các

khung thiết bị PE được nối đất.

Trong mạng IT, hệ thống phân phối nguồn, dây trung tính hoặc là không nối với

đất hoặc được nối đất thông qua một trở kháng cao. Trong một hệ thống như vậy, một

thiết bị giám sát được cách ly được sử dụng để theo dõi trở kháng.



3.2

Giải pháp bọc chắn

3.2.1 Bọc chắn là gì?

Bọc chắn được sử dụng để cách ly thiết bị để nó sẽ khơng tạo ra nhiễu điện từ

trường hoặc bị ảnh hưởng bởi một trường điện từ bên ngoài. Một vật liệu dẫn điện được

sử dụng cho bọc chắn tĩnh điện để tạo ra sự cách ly này.

Một lồng Faraday có thể được làm từ một lưới kim loại hoặc vật liệu dẫn điện.

Một đặc trưng của kim loại là nó có tính dẫn điện cao và khơng tĩnh điện, điều này sẽ tạo

ra sự che chắn và ngăn nhiễu của các điện trường bên ngoài. Kim loại với độ dẫn điện

cao của nó sẽ bảo vệ các thiết bị bên trong khỏi những điện áp cao - khơng có điện áp

nào truyền vào lồng ngay cả khi lồng đang tải một dòng điện cao. Ngồi ra, trường điện

từ cũng có thể đi qua lồng Faraday mà khơng gây ra bất kỳ sự xáo trộn.

Bọc chắn được sử dụng cho một số thiết bị điện và thiết bị đo lường với mục đích

ngăn chặn nhiễu. Ví dụ về bọc chắn bao gồm:



 Nối đất thiết bị trong nhà có điện áp cao sử dụng khung kim loại hoặc lưới kim

loại mật độ cao.

 Bọc chắn một biến áp điện có thể đạt được bằng cách quấn một tấm kim loại giữa

các cuộn dây sơ cấp và thứ cấp hoặc bằng cách thêm một dây sứ vào cuộn dây,

sau đó nối đất.

 Một lớp bọc chắn, được làm bằng lưới kim loại hoặc sợi dẫn điện để có sự bảo vệ

hiệu quả cho các công nhân làm việc trong một mơi trường điện áp cao.

Trong hình bên dưới, thiết bị radio xuất hiện dường như khơng hồn tồn bao phủ

bởi kim loại nhưng nếu tính dẫn điện của kim loại là cao, sóng radio được hồn tồn bị

chặn và thiết bị radio sẽ khơng nhận được bất kỳ tín hiệu.



Một ví dụ khác là lò vi sóng. Cửa lò vi sóng có vẻ trong suốt đối với thị giác,

nhưng mật độ của các lưới kim loại trong cửa lò vi sóng chặn sóng điện từ. Mật độ của

các lưới kim loại cao hơn cung làm cho bọc chắn tốt hơn.

3.2.2 Giảm nhiễu điện từ bằng bọc chắn

Sắt và các kim loại là vật liệu dẫn điện cao cung cấp bọc chắn tĩnh điện có hiệu

quả ở tần số rất thấp. Nhưng tính dẫn sẽ giảm khi:

1. Tín hiệu tần số cao được sử dụng cho dây dẫn.

2. Thiết bị được đặt trong một từ trường mạnh.

3. Khung bọc chắn bị ép tuân theo một dạng đặc biệt nào đó của các thiết bị máy.





Hiệu quả của bọc chắn bằng kim loại



Hiệu quả của bọc chắn (SE) được sử dụng để đánh giá khả năng chống lại điện trường và

từ trường của lớp tấm chắn. Công thức là:

SEdB=A+R+B (đơn vị là dB)



Trong đó: A = tổn hao hấp thụ (dB)

R = tổn hao phản xạ (dB)

B = hệ số điều chỉnh (dB) ( đối với đa phản xạ trong tấm chắn mỏng)

Tổn hao hấp thụ là tổng số lượng năng lượng mất mát khi sóng điện từ truyền qua các

tấm chắn. Cơng thức là:

AdB=1.314(fσμ).1/2t

Trong đó: f = tần số (MHz)

μ = độ từ thẩm tương ứng của đồng

σ = độ dẫn suất tương ứng của đồng

t = độ dày của tấm chắn tính bằng cm

Tổn hao phản xạ phụ thuộc vào nguồn của sóng điện từ và khoảng cách từ nguồn

phát. Đối với dây ăng ten thẳng, trở kháng sóng tăng lên khi nó di chuyển gần hơn với

nguồn phát và giảm khi nó di chuyển ra khỏi nguồn phát cho đến khi nó đạt đến trở

kháng sóng phẳng và khơng có sự thay đổi.





Thiết kế tủ điện

Trong một điện trường tần số cao, có thể tạo ra bọc chắn bằng cách sơn một lớp



mỏng kim loại dẫn điện bao phủ hoặc trên vật liệu lót bên trong. Tuy nhiên, lớp phủ phải

kín và tất cả các phần cần được bao bọc đúng cách mà khơng có bất kỳ một mối nối hoặc

những khoảng trống nào (giống như một cái lồng Faraday). Đó chỉ là lý tưởng. Thực

hiện một vỏ bọc chắn liền mạch là khơng thực tế vì lồng cấu thành từ các phần kim loại.

Trong một số điều kiện, khoan lỗ trên các lớp vỏ tấm chắn để việc lắp đặt các phụ kiện

(như thẻ tùy chọn và các thiết bị khác) là cần thiết.

1 .Nếu các thành phần kim loại được hàn đúng cách và sử dụng công nghệ hàn

tinh xảo để tạo thành một tủ điện , sự biến dạng trong q trình sử dụng khơng xảy ra.

Nhưng nếu các tủ điện được lắp ráp bằng ốc vít, các lớp cách điện bảo vệ dưới các vít

phải được loại bỏ trước khi lắp ráp để đạt được độ dẫn điện lớn nhất và che chắn tốt nhất.

2 . Khoan lỗ cho việc lắp đặt dây trong tủ điện làm giảm tác dụng che chắn và làm

tăng cơ hội của sóng điện bị rò rỉ thơng qua các lỗ và phát tán nhiễu. Do đó nên để các lỗ

khoan càng hẹp càng tốt. Khi các lỗ dẫn dây điện không được sử dụng, bọc các lỗ lại

bằng các tấm kim loại hoặc vỏ bọc kim loại. Sơn hoặc lớp phủ của các tấm kim loại và

vỏ kim loại nên được loại bỏ triệt để để đảm bảo tiếp xúc kim loại với kim loại hay một

miếng đệm dẫn nên được lắp đặt .



3 . Lắp đặt các miếng đệm dẫn cơng nghiệp với tủ điện còn ngun niêm phong và

các cánh cửa tủ khơng có khoảng cách . Nếu miếng đệm dẫn điện quá tốn kém, thì nên

vít cửa tủ đến tủ điện với một khoảng cách ngắn giữa các ốc vít.

4.



Dành riêng một đầu tiếp đất trên cánh cửa tủ điện . Đầu tiếp đất này khơng



nên sơn. Nếu đã có sơn, hãy loại bỏ lớp sơn trước khi tiếp đất .





Dây điện và cáp

Loại cáp bọc xoắn đơi có vỏ chắn (STP) là một loại cáp mà hai dây đồng cách



điện được xoắn lại với nhau với một lưới kim loại bọc xung quanh các cặp xoắn để hình

thành các màn chắn điện từ và cũng có thể được sử dụng cho nối đất.

Các dây điện riêng lẻ và cáp được bao quanh bằng (tổng hợp) cao su để cách ly và

cũng để bảo vệ tránh hư hại.

Có hai loại dây cáp điện: điện áp cao và điện áp thấp. Cáp điện áp cao khác với

cáp điện áp thấp ở chỗ nó có thêm một lớp cách điện được gọi là chất cách điện điện môi

trong vỏ plastic. Chất cách điện điện môi là thành phần quan trọng nhất trong sự cách

điện. Cáp điện áp thấp thường chỉ thêm vào một chất polyme mềm để giữ cố định cho

các dây đồng bên trong.

Lớp bọc chắn có hai chức năng:

1. Để bảo vệ các dây điện và cáp

A. Dòng điện tăng khi điện chạy qua dây cáp nguồn và tạo ra một điện trường. Như

vậy, nhiễu có thể bị ngăn bên trong cáp bằng cách bọc chắn các loại cáp nguồn

hoặc dây điện.

B. Tạo nối đất bảo vệ. Khi lõi cáp bị hư hỏng, dòng điện rò sẽ chảy qua các tấm bọc

chắn xuống đất.

2. Để bảo vệ cáp. Một dây cáp nguồn sử dụng cho mục đích điều khiển máy tính chỉ

tạo ra một dòng điện tương đối thấp bên trong cáp. Như vậy, cáp nguồn sẽ khơng

trở thành nguồn nhiễu nhưng có nhiều khả năng bị nhiễu bởi các thiết bị điện

xung quanh.



3.3

Giải pháp bộ lọc

3.3.1 Bộ lọc

Nhiễu điện từ được truyền đi theo hai cách, bằng bức xạ và truyền dẫn. Phương

pháp hiệu quả và kinh tế nhất của việc giảm nhiễu bức xạ là sử dụng bọc chắn và giảm

nhiễu dẫn bằng cách sử dụng một bộ lọc điện từ.

Nhiễu có thể được chia thành hai loại: tần số cao (150kHz ~ 300MHz) và tần số

thấp (100Hz ~ 3000Hz). Nhiễu ở tần số cao giảm dần khi khoảng cách tăng và có bước

sóng ngắn hơn, trong khi đó nhiễu ở tần số thấp ít bị giảm khi khoảng cách tăng và có

bước sóng dài hơn. Cả hai loại nhiễu này được truyền thơng qua dây cáp điện, làm ảnh

hưởng đến phía cung cấp điện.

Nhiễu có tần số cao ở phía nguồn điện có thể được hạn chế hoặc suy yếu đi bằng

một bộ lọc. Bộ lọc này bao gồm các cuộn dây và tụ điện. Một số bộ điều khiển khơng

tích hợp sẵn bộ lọc, trong trường hợp đó việc lắp đặt thêm một bộ lọc bên ngồi là cần

thiết. Các hình vẽ dưới đây là sơ đồ một bộ lọc chuẩn:



Một bộ lọc được cấu thành bởi phần hoạt động ở chế độ sai lệch (để loại bỏ hạn

chế nhiễu có tần số dưới 150kHz) và phần hoạt động ở chế độ chung (để hạn chế nhiễu

có tần số trên 150kHz). Đối với nhiễu tần số cao, cuộn cảm hoạt động như một trở kháng

cao để tạo thành một hở mạch và tụ điện hoạt động như một trở kháng thấp để tạo thành

một ngắn mạch. Thiết kế và kích thước của cuộn cảm và tụ điện chính xác tạo một mạch

cộng hưởng để hấp thụ sóng hài. Tụ Cy được nối đất để dẫn dòng điện xuống đất.





Bộ lọc ngồi



Các bộ lọc và các bộ điều khiển động cơ AC nên được lắp đặt trong các tủ điều khiển

hoặc trên các tấm lắp được nối đất. Cáp động cơ phải được bọc chắn và càng ngắn càng

tốt. Sử dụng các bộ lọc được khuyến cáo bởi hãng Delta để đảm bảo tuân thủ các tiêu

chuẩn TTĐT.



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Chương 3: CÁC GIẢI PHÁP GIẢM NHIỄU ĐIỆN TỪ

Tải bản đầy đủ ngay(0 tr)

×