Kun la rapidan evoluo de elektraj sistemoj, elektronikaj voltaĝtransformiloj (EVTs), kiel klavaj mezuriloj en elektraj sistemoj, ilia performancstabileco kaj fidobececo estas esenca por la sekura kaj stabila operacio de elektraj sistemoj. La elektromagnetika kompatiĝo (EMC) performanco, kiel unu el la kernindikiloj de EVTs, estas direkte rilatita al la kapablo de la aparato labori normala en kompleksaj elektromagnetikaj medioj kaj ĉu ĝi kaŭzos elektromagnetikan interferon al aliaj aparatoj. Profunda esploro kaj dizajno pri la EMC performanco de EVTs havas grandan signifon por plibonigi la tutan stabilecon kaj sekurecon de elektraj sistemoj.
1 Superrigardo pri la Elektromagnetika Kompatiĝo Performanco de Elektronikaj Voltaĝtransformiloj
1.1 Difino kaj Postuloj de Elektromagnetika Kompatiĝo
Elektromagnetika kompatiĝo (EMC) rilatas al la kapablo de aparato aŭ sistemo labori normala sen interfero en specifa elektromagnetika medio kaj ne kaŭzi neakcepteblan elektromagnetikan perturbadon al aliaj aĵoj en la medio. Por EVTs, ili devas daŭrigi stabilan mezurperformon en kompleksaj elektromagnetikaj medioj kaj ne kaŭzi elektromagnetikan interferon al aliaj aparatoj. Tial, dum la dizajnado kaj fabrikado de EVTs, oni devas konsideri la EMC performon kaj formuli konvenajn protektajn mesaĝojn.
1.2 Funkcioprinipo de Elektronikaj Voltaĝtransformiloj
EVTs uzas la prinicipon de elektromagnetika indukto kaj alta-precizia elektrona mezurteknologio por konverti altvoltaĝajn signalojn en elektraj sistemoj al malaltvoltaĝaj signaloj. Ili kutime konsistas el unua sensoro, dua konvertoĉirkaŭvojo, kaj signalprocesor-unuo. La unua sensoro estas responda por konverti altvoltaĝajn signalojn al malfortaj strum/koltaĝsignaloj proporciaj al la unua voltaĝo; la dua konvertoĉirkaŭvojo plu konvertas la malfortajn signalojn al normaj ciferec/analoga signaloj; la signalprocesor-unuo plibonigas la precizecon kaj stabilecon de la mezuro per operacioj kiel filtrado, amplifiko, kaj kalibrado. EVTs povas inkluzivi diversajn formojn, kiel elektronikaj voltaĝtransformiloj por mezuri unu-kanal/mult-kanalajn voltaĝojn, elektronikaj amperometroj por mezuri unu-kanal/mult-kanalajn strumojn, aŭ integritaj transformiloj kiel montrite en Figuro 1, kiuj samtempe mezuras unu-direkta voltaĝo, strumo, kaj la respondaj potenco.
1.3 Analizo de Elektromagnetika Perturbado kaj Elektromagnetika Sensitivo
EVTs estas malforte kontraŭ eksteraj elektromagnetikaj perturboj en la elektromagnetika medio, kiel ekzemple fulmoklapiĝo kaj transeientaj supervoltaĝoj pro ŝaltoperacioj, kiuj povas kaŭzi problemojn kiel pligrandigo de mezureraroj kaj nestabila datumo; samtempe, la alta-frekvencaj harmonioj kaj elektromagnetika radiado generitaj de EVTs mem ankaŭ povas perturbadi aliajn elektrajn aparatojn. Tial, dum la dizajno de EVTs, oni devas plene konsideri la problemojn de elektromagnetika perturbado kaj elektromagnetika sensitivo, kaj preni supresadajn kaj protektajn mesaĝojn.
La EMC performancprovado de EVTs estas klava ligo por certigi ilian stabilecon kaj akuratecon en reela operacio. Ĝi fokusas sur la kontraŭinterferkapablon kaj klasifikas la evaluan standardon al Klaso A kaj Klaso B laŭ la severeco de la provrezultoj:
2 Analizo de Elektromagnetika Kompatiĝo Performancprovado de Elektronikaj Voltaĝtransformiloj
2.1 Prova enhavo kaj Evaluan Standardoj
Klaso A: Ĝi postulas ke, kiam EVTs subiras elektromagnetikan perturbadon, la mezurakurateco restas en la specifaj limoj, kaj la eliga koltaĝsignalo kongruas kun la reala valoro sen efiki la monitoradon kaj kontrolon de la elektra sistemo.
Klaso B: Ĝi permesas temporan malkreskon de la mezurperformo (la parto ne rilata al protekto) de EVTs, sed ĝi ne devas efiki la ekzekuton de protektfunkcioj, kaj la aparato ne bezonas resetigon/rekomencigon; la eliga koltaĝo devas esti kontrolita ene de 500V por eviti perturbadon al la elektra sistemo.
2.2 Kondukita Interferprovado
Kondukita interfero propagas tra konduktaj vojoj kiel dratoj kaj metalaj tuboj kaj estas unu el la ĉefaj tipoj de elektromagnetikaj perturboj konfrontitaj de EVTs. Ĝi inkluzivas du tipojn de provoj:
Rapida Transienta/Burst-Provo: Simulas la transientan perturbadon (kun larĝa frekvencspektro) kiam induktivaj ŝarĝoj kiel relukoj kaj kontaktiloj estas disligitaj. Aplicas rapidan transientan burston al la EVT, observas la stabilecon kaj akuratecon de la eliga koltaĝsignalo, kaj evalui la kontraŭinterferkapablon.
Surge (Ŝtoko) Imunita Provo: Simulas transeientajn supervoltaĝojn/superstrumojn kaŭzitajn pro ŝaltoperacioj kaj fulmoklapiĝoj (kun granda energio kaj mallonga daŭro). Aplicas surge-voltaĝon de certa amplitudo al la EVT por testi la rezistecan kapablon kaj performancan stabilecon de la aparato.
2.3 Radiita Interferprovado
Ĝi inkluzivas kvar tipojn de provoj por simuli interfeerojn en diversaj elektromagnetikaj medioj:
Netofrekvencan Magnetan Kamp-Imunita Provo: Aplicas netofrekvencan magnetan kampon de certa intensitivo al la EVT, observas la stabilecon kaj akuratecon de la eliga koltaĝsignalo, kaj evalui la kontraŭinterferkapablon en la netofrekvencan magnetan kampon.
Amortigita Osciada Magneta Kamp-Imunita Provo: Simulas la amortigitan osciadan magnetan kampon (kun rapida atenuo kaj alta frekvenco) generitan kiam la disligilo en alta-voltaĝa substacio ŝaltas la buson. Aplicas la respondan magnetan kampon al la EVT por testi la stabilecon de la mezurperformo.
Pulsan Magneta Kamp-Imunita Provo: Simulas la pulsan magnetan kampon (kun rapida leviĝo kaj alta pinto-valoro) generitan pro fulmoklapiĝoj sur metalaj komponentoj. Aplicas pulsan magnetan kampon al la EVT por verifi ĉu la izolaperformo kaj mezurakurateco de la aparato estas afektitaj.
Radiofrekvenca Radiita Elektromagneta Kamp-Imunita Provo: Simulas parazitan radiadon de industria elektromagnetika fonto, radioeldonoj/mobilaj komunikad-bazstacioj, etc. Aplicas radiofrekvencan elektromagnetan kampon de certa intensitivo al la EVT, observas la stabilecon de la eliga signalo, kaj evalui la kontraŭinterferkapablon.
3 Dizajnprincipoj por Elektromagnetika Kompatiĝo de Elektronikaj Voltaĝtransformiloj
3.1 Cirkuitdizajnprincipoj
Flotanta Terdesegno: Adoptas flotantan ter-teknologion por izoli la cirkvitajn signalodratojn de la korpuso, blokas la kombinaĵon de interferstrumoj sur la korpuso al la signalcirkvito, reduktas bruon, kaj plibonigas la signalakuratecon kaj stabilecon.
Rimarkinda Kabelaranĝo: Optimumigas la aranĝon de nutradon, teron, kaj signalodratojn. Reduktas la paralelan distribuon de dratoj kaj minimumigas la kombinadinterferon inter dratoj per metodoj kiel stratigita kabelo kaj ortogonalaj dratoj.
Filtradkapacitora Desegno: Konfiguras filtradkapacitorojn je la eniga fino de la modula nutradon. Elektas la kapacitorojn laŭ faktoroj kiel kapacitvaloro, voltresisteco, kaj frekvenceharakteroj por filtri la alta-frekvencan bruon kaj interferon enkondukitan per la nutrado.
Malalta-logika Desegno: Preferas malalta-logikajn aparatojn (kiel 3.3V-nivelo aparatoj) por eviti neutilajn alta-logikajn nivelojn, reduktas la cirkvitpotenton kaj la produktadon de alta-frekvencan interferon.
Leviĝ/faliĝ-tempa Kontrolo: Elektas la plej malrapidan leviĝ/faliĝ-tempon permesitan per la cirkvitfunkcio por supressi neutilajn alta-frekvencan komponentoj, reduktas la alta-frekvencan bruo en la cirkvito, kaj plibonigas la signalstabilecon kaj akuratecon.
3.2 Interna Strukturdizajnprincipoj
Komplete Fermita Skildstrukturo: La korpusŝelo adoptas komplete fermitan skildan dezajnon por certigi bonan kontaktadon kaj teron de ĉiu surfaco, efektive blokas eksteran elektromagnetikan kampon interferon, kaj protektas la internajn elektronikajn cirkvitojn.
Minimumigo de Eksponitaj Kabeloj: Forkortigas la longon de eksponitaj kabeloj en la korpuso per optimumigado de la aranĝo kaj raciona disponado de komponentoj por redukti elektromagnetikan radiadon kaj kombinadinterferon.
Grupbundado de Kabeloj: Bundas kabelojn laŭ signaltipoj (separas ciferec-signalojn kaj analogajn signalojn), kaj tenas certan distancon por redukti la mutua influo inter kabeloj kaj plibonigi la signalklarecon kaj akuratecon.
Kondukiva Adhezivbindado: Uzas kondukivan adhezion por bindado je la korpusinterfaco por certigi elektran konekton kaj skildan efekton, reduktas kontaktresistancon, kaj plibonigas la skilda efikeco.
4 Strategioj por Plibonigi la Elektromagnetikan Kompatiĝon Performon de Elektronikaj Voltaĝtransformiloj
4.1 Kontraŭinterferdizajno de Nutradportoj
Instalas Nutradfiltrojn: Elektas taŭgajn nutradfiltrojn laŭ la nomita nutrapovo kaj labora medio de la EVT, kaj instalas ilin proksime al la nutradeniro por filtri alta-frekvencan bruo kaj transeientajn impulsojn kaj certigi puran nutradon.
Adoptas Redundan Nutradon: Konfiguras plurajn nutradmodulon. Kiam unu modulo malsukcesas, la restantaj moduloi rapide prenas la nutradon, plibonigas la nutradfidobecon, kontraŭinterferkapablon, kaj la tutan stabilecon de la EVT.
Fortigas Skildon kaj Teron de Nutradkaboloj: Uzas skilditajn kabolojn por envolvi nutradkabolojn por redukti elektromagnetikan radiadon kaj kombinadon; certigas bonan teron de la linioj, enkondukas interferstrumojn en la teron, kaj evitas damaĝon al la EVT.
4.2 Elektrostata Deŝargo Protekto de Signalportoj
Instalas Transientan Perturbad-Absorbajn Aparatojn: Elektas taŭgajn transiente tensio-suprimantajn diodojn (TVS), varistorojn, kaj aliajn aparatojn. Ĉi tiuj aparatoj povas rapide absorbi energion dum elekstata deŝargo, kontrolas la tensio en sekura amplekso, kaj protektas internajn elektronikajn komponentojn.
Adoptas Diferencialan Signala Transmitmetodon: Dividas la signalon en pozitivan kaj negativan kanalojn por diferenciala transmitmeto. Uzas la signal-diferencon inter kanaloj por ekstrakti efektivajn informojn, resistas komuna-modan interferon, plibonigas la signala transmitmetan kvaliton, kaj reduktas la interferon de elekstata deŝargo.
4.3 Optimumigo de Korpus-skildoperformanco
Elektas Alta-Magnetpermeable Materiojn: Donas preferon al materioj kun alta magnetpermeableco kiel ferplakoj por faras la korpuson, plibonigas la magneta-kamp-skildan kapablon, absorbas kaj disvastas magnetan kampon energion, kaj reduktas la interferon al la interno de la EVT (la relativa magnetpermeableco de metaloj estas montrita en Tablo 1).
Optimumigas Korpusstrukturdesegnon: Adoptas komplete fermitan skildan strukturon por certigi bonan kontaktadon kaj teron de ĉiu surfaco de la korpuso kaj plibonigas la skildan efekton.
Fortigas Korpusan Teran Traktadon: Certigas fidan teran konekton inter la korpuso kaj la tero, enkondukas interferstrumojn en la teron, kaj plibonigas la skildan efikecon.
5 Finaĵo
Ĉi tiu artikolo profundas esploras la EMC performon de EVTs, proponas principojn el la aspektoj de cirkvitdizajno kaj interna strukturdesegno, kaj formuligas strategiojn kiel kontraŭinterferdizajno de nutradportoj, elekstata protekto de signalportoj, kaj optimumigo de korpus-skildo. La celo estas plibonigi la kontraŭinterferkapablon kaj stabilecon de EVTs en kompleksaj elektromagnetikaj medioj, certigi ilian akuran kaj fidindan mezuron de voltaĝsignaloj en elektraj sistemoj, kaj starigas solidan fundamenton por la sekura kaj stabila operacio de elektraj sistemoj.
