Was ist ein EMV-Filter? Funktionsweise, Typen und Auswahlhilfe

Also,Was ist ein EMV-Filter?

Ein EMV-Filter ist ein elektrisches Filternetzwerk, das unerwünschte elektromagnetische Störungen, die über Strom- oder Signalleitungen übertragen werden, reduzieren und gleichzeitig die erforderliche Wechsel- oder Gleichspannung durchlassen soll. In Leistungsanwendungen werden normalerweise Induktivitäten, Gleichtaktdrosseln, X-Kondensatoren und Y-Kondensatoren verwendet, um hochfrequentes Rauschen zu dämpfen.

Für Entwicklungs- und Beschaffungsteams, die medizinische Geräte, industrielle Automatisierungsgeräte, Unterhaltungselektronik oder Haushaltsgeräte bauen, ist das Verständnis von EMV-Filtern von entscheidender Bedeutung, wenn eine stabile Stromversorgung, EMV-Konformität und ein zuverlässiger Produktbetrieb erforderlich sind. In diesem Artikel werden die Funktionsweise von EMV-Filtern, die wichtigsten Filtertypen, Gleichtakt- und Gegentaktrauschen, Schlüsselkomponenten, Installationspraktiken, geltende EMV-Standards, typische Anwendungen und die Auswahl des richtigen Filters für ein bestimmtes Design erläutert.

EMV-Filter werden häufig in der industriellen Automatisierung, VFDs, Servosystemen, medizinischen Geräten, Netzteilen, Ladegeräten für Elektrofahrzeuge, Systemen für erneuerbare Energien, Kommunikationsgeräten und anderen elektronischen Geräten eingesetzt, die in einer gemeinsamen elektromagnetischen Umgebung zuverlässig funktionieren müssen. Ein EMV-Filter sollte nicht allein als vollständige EMV-Lösung betrachtet werden, da die Filterleistung von der Rauschquelle, der Frequenz, der Quellen- und Lastimpedanz, der Erdung, der Abschirmung, der Kabelführung, der Installation und dem gesamten Gerätedesign abhängt.

Wichtige Erkenntnisse

• Ein EMV-Filter reduziert vor allem unerwünschte leitungsgebundene elektromagnetische Störungen auf elektrischen Leitungen.

• EMV-Filter und EMI-Filter beziehen sich in praktischen Anwendungen der Leistungselektronik häufig auf die gleiche Art von Filterprodukt.

• Gleichtakt- und Gegentaktrauschen erfordern unterschiedliche Filtermechanismen.

• Typische EMV-Filter verwenden Gleichtaktdrosseln, Induktivitäten, X-Kondensatoren und Y-Kondensatoren.

• Bei der Auswahl eines Filters sollten Spannung, Strom, Dämpfung, Leckstrom, Systemtopologie und Installationsbedingungen berücksichtigt werden.

• Ein EMV-Filter kann die EMV-Konformität unterstützen, aber die Installation eines Filters allein garantiert nicht, dass die gesamte Ausrüstung die EMV-Prüfung besteht.

Was ist ein EMV-Filter?

EinEMV-Filter oder elektromagnetischer Verträglichkeitsfilterist eine Filterschaltung zur Begrenzung unerwünschter elektromagnetischer Störungen, die durch elektrische Leiter gelangen.

Für einen typischenPowerline-AnwendungDas Grundziel ist einfach:

Lassen Sie die erforderliche Leistung durch und dämpfen Sie gleichzeitig unerwünschte hochfrequente elektrische Störungen.

Die meisten EMV-Filter für Stromleitungen verhalten sich daher im Großen und Ganzen wie Tiefpassfilternetzwerke. Gleich- oder 50/60-Hz-Wechselstrom durchläuft den Filter mit relativ niedriger Impedanz, während unerwünschte Ströme mit höherer Frequenz auf eine erhöhte Impedanz treffen oder über kapazitive Pfade abgeleitet werden.

Ein EMV-Filter kann installiert werden zwischen:

Stromquelle → EMV-Filter → Ausrüstung

oder zwischen einer lärmerzeugenden Last und dem Stromnetz:

Stromnetz ← EMV-Filter ← Lärmerzeugende Geräte

In der Praxis kann der Filter in beide Richtungen helfen. Es kann die Geräusche reduzieren, die die Geräte verlassen und sich wieder auf die Stromleitung ausbreiten, und gleichzeitig einige leitungsgebundene Störungen reduzieren, die über das externe Stromnetz in die Geräte eindringen.

EMV-Filter richten sich vorwiegend anleitungsgebundene Störungen. Sie können das Strahlungsverhalten indirekt beeinflussen, indem sie den in Kabeln fließenden Hochfrequenzstrom reduzieren. Ein EMV-Filter für Stromleitungen ist jedoch kein Ersatz für Abschirmung, ordnungsgemäße Erdung, PCB-Layout, Kabelmanagement oder Gehäusedesign.

Was bedeutet EMV?

EMC steht für Elektromagnetische Verträglichkeit.

Elektromagnetische Verträglichkeit beschreibt die Fähigkeit elektrischer oder elektronischer Geräte, in ihrer elektromagnetischen Umgebung zufriedenstellend zu funktionieren, ohne unzulässige elektromagnetische Störungen für andere Geräte zu verursachen.

Dies stellt zwei wichtige EMV-Konzepte vor:

Emissionen

Das Gerät sollte keine übermäßigen elektromagnetischen Störungen erzeugen, die andere Geräte beeinträchtigen. Einige Quellen sind beabsichtigt, beispielsweise Hochfrequenzsender, die zu Funkstörungen beitragen können.

Immunität

Das Gerät sollte weiterhin ordnungsgemäß funktionieren, wenn es elektromagnetischen Störungen im Rahmen der für das Produkt geltenden Anforderungen ausgesetzt ist. Die Einhaltung hängt auch davon abImmunitätstestum zu überprüfen, ob die Ausrüstung weiterhin ordnungsgemäß funktioniert, wenn sie elektromagnetischen Störungen ausgesetzt ist.

Ein EMV-Filter ist daher ein technisches Hilfsmittel zur Verbesserung der gesamten elektromagnetischen Verträglichkeit.

Es allein schafft keine EMV-Konformität.

Beispielsweise kann eine Maschine über eine ausgezeichnete Eingangsfilterung verfügen, aber dennoch EMV-Probleme haben, weil:

• Schlechte Schutzleiterverbindung

• Lange ungeschirmte Motorkabel

• Hochfrequenz-Schaltschleifen

• Unzureichendes PCB-Layout

• Schlechte Kabeltrennung

• Probleme mit dem Schirmabschluss

• Geräuschkopplung um den Filter herum

• Unzureichende Gehäuseabschirmung

EMV muss daher berücksichtigt werdenSystemebene.

Für Geräte, bei denen bereits EMV-Testprobleme aufgetreten sind, VerständnisHäufige Fehler bei EMV-Testskann dabei helfen, festzustellen, ob das Problem auf leitungsgebundenes Rauschen, Erdung, Abschirmung oder einen anderen Kopplungspfad zurückzuführen ist.

EMV-Filter vs. EMI-Filter: Gibt es einen Unterschied?

Eine der häufigsten Fragen ist:

Ist ein EMV-Filter dasselbe wie ein EMI-Filter?

In vielen Anwendungen zur NetzfilterungEMV-Filter und EMI-Filter werden austauschbar verwendet.

Der Unterschied liegt hauptsächlich in der Terminologie.

Elektromagnetische Störungen (EMI)beschreibt unerwünschte elektromagnetische Störungen.

EMV, oder elektromagnetische Verträglichkeit (EMV), beschreibt das umfassendere Ziel, den ordnungsgemäßen Betrieb von Geräten zu ermöglichen, ohne unzulässige elektromagnetische Störungen zu verursachen.

Wenn Sie mit der grundlegenden Terminologie nicht vertraut sind, sehen Sie sich unseren Leitfaden mit Erläuterungen anWas ist ein EMI-Filter?.

Daher:

Begriff	Hauptbedeutung
EMI	Elektromagnetische Störungen selbst
EMI-Filter	Filter zur Unterdrückung elektromagnetischer Störungen
EMV	Allgemeine elektromagnetische Verträglichkeit von Geräten oder Systemen
EMV-Filter	Filter, der im Rahmen einer EMV-Kontrollstrategie verwendet wird

Ein Hersteller kann daher im Wesentlichen dasselbe Produkt beschreiben als:

• EMV-Filter

• EMI-Filter

• EMI/RFI-Filter

• RFI-Filter

• Netzfilter

• Netzfilter

• Rauschfilter

Der Produktname allein reicht nicht aus, um die Eignung festzustellen.

Ingenieure sollten stattdessen Folgendes bewerten:

• Nennspannung

• Nennstrom

• Gleichtaktdämpfung

• Gegentaktdämpfung

• Einfügedämpfung

• Leckstrom

• Schaltungstopologie

• Sicherheitsanforderungen

• Mechanische Konfiguration

• Verwendungszweck

Wie funktioniert ein EMV-Filter?

Die Hauptfunktion eines EMV-Filters für Stromleitungen besteht darin, unerwünschte hochfrequente Störungen auf der Leitung zu unterdrücken und gleichzeitig die normale Leistung durchzulassen, wobei eine frequenzabhängige Impedanz verwendet wird. In vielen Anwendungen werden Netzfilter in der Eingangsstufe platziert, um leitungsgebundene Emissionen zu begrenzen.

Induktivitäten widerstehen schnellen Stromänderungen und weisen im Allgemeinen eine zunehmende Impedanz auf, wenn die Frequenz steigt.

Im Gegensatz dazu weisen Kondensatoren mit zunehmender Frequenz eine abnehmende Impedanz auf und können einen Weg für hochfrequentes Rauschen weg vom gewünschten Leistungspfad bieten.

Durch die Kombination dieser Komponenten entsteht ein Netzwerk, das eine normale Energieübertragung ermöglicht und gleichzeitig unerwünschte Hochfrequenzenergie dämpft.

Eine ausführlichere Erläuterung des Komponentenverhaltens, der Impedanz und der Dämpfungsmechanismen finden Sie unterWie funktioniert ein EMV-Filter?

Eine typische einphasige Struktur könnte konzeptionell wie folgt aussehen:

Wechselstromleitung → Filternetzwerk → Ausrüstung

Im Filter:

Gleichtaktdrossel + X-Kondensator + Y-Kondensatoren + zusätzliche Induktivität

Die tatsächliche Schaltung hängt von der Anwendung und der erforderlichen Dämpfung ab.

Um den Filter richtig zu verstehen, muss man EMI in zwei wichtige Rauschmodi unterteilen.

Gleichtaktrauschen

Gleichtaktstörungen treten auf mehreren Leitern relativ zum Gehäuse oder zur Schutzerde in derselben allgemeinen Richtung auf.

Typische Ursachen sind:

• Schaltknotenkapazität zum Gehäuse

• Kapazität zwischen Motorwicklung und Gehäuse

• Leistungshalbleiterschaltung

• Parasitäre Kapazität des Transformators

• Kabel-Erde-Kapazität

AGleichtaktdrosselstellt gegenüber Gleichtakt-Hochfrequenzströmen eine erhebliche Impedanz dar und lässt gleichzeitig den normalen Laststrom durch.

Y-Kondensatoren können auch einen kontrollierten Hochfrequenzpfad zwischen Außenleitern und Schutzerde bereitstellen.

Zusammen bilden diese Komponenten einen wichtigen Teil der Gleichtaktrauschunterdrückung.

Differenzmodusrauschen

Zwischen den Stromleitern tritt Gegentaktrauschen auf.

Bei einem einphasigen Wechselstromsystem bedeutet dies im Allgemeinen Rauschen zwischen:

Linie ↔ Neutral

Für DC-Systeme:

DC+ ↔ DC−

In Dreiphasensystemen können Differenzstörungen zwischen Phasenleitern auftreten.

Die Differenzmodusfilterung verwendet normalerweise Folgendes:

• Serieninduktivität

• Gegentaktinduktivitäten

• X Kondensatoren zwischen Leitern

• Mehrstufige LC-Netzwerke

Für einen tiefergehenden Vergleich der beiden Interferenzmechanismen lesen Sie unseren Leitfaden zuDifferenzialmodus vs. Gleichtaktrauschen.

Ein Filter benötigt daher eine geeignete Kombination aus CM- und DM-Filterung entsprechend der tatsächlich gemessenen Interferenz.

Was ist in einem EMV-Filter enthalten?

Obwohl EMV-Filter in vielen Konfigurationen erhältlich sind, sind einige Kernkomponenten in vielen EMV-Filtern besonders häufig anzutreffen und tragen zum Schutz empfindlicher elektronischer Komponenten bei.

Gleichtaktdrossel

Eine Gleichtaktdrossel enthält gekoppelte Wicklungen auf einem Magnetkern.

Während des normalen Stromflusses kompensieren sich die mit dem Laststrom verbundenen magnetischen Effekte weitgehend, sodass der erforderliche Strom fließen kann.

Bei Gleichtaktstörungen erzeugen die Rauschströme jedoch einen magnetischen Fluss, der zu einer erheblichen Hochfrequenzimpedanz führt.

Die Drossel kann daher leitungsgebundene Gleichtaktstörungen stark dämpfen, ohne dem normalen Laststrom eine übermäßige Impedanz zu verleihen.

X Kondensatoren

Zwischen den Stromleitern sind X-Kondensatoren angeschlossen.

Zum Beispiel:

Linie ↔ Neutral

Ihre Hauptaufgabe beim Filtern ist mit Gegentaktinterferenzen verbunden.

Bei hohen Frequenzen stellt der Kondensator einen Pfad mit niedrigerer Impedanz bereit, der das Differenzrauschen reduziert, das über den Leitungsleitern auftritt.

Typ und Leistung des Kondensators müssen für den Anschluss über die Stromleitung geeignet sein.

Y-Kondensatoren

Y-Kondensatoren werden typischerweise zwischen Stromleitern und Schutzerde oder Chassis angeschlossen.

Zum Beispiel:

Leitung → Y-Kondensator → PE

Und

Neutral → Y-Kondensator → PE

Diese Kondensatoren können die Gleichtaktdämpfung erheblich verbessern.

Allerdings haben sie auch EinflussLeckstromDaher ist ihre Auswahl besonders wichtig für Anwendungen wie medizinische Geräte oder Systeme mit empfindlichem Fehlerstromschutz.

Die Erhöhung der Kapazität kann daher nicht als universelle Methode zur Verbesserung der Filterleistung angesehen werden.

Gegentaktinduktivitäten

Um die Gegentaktdämpfung zu erhöhen, kann eine zusätzliche Serieninduktivität enthalten sein.

Abhängig von der erforderlichen Unterdrückungsstufe können Filter Folgendes verwenden:

• Einstufige Topologie

• Zweistufige Topologie

• Mehrstufige Topologie

Mehr Stufen können unter bestimmten Bedingungen eine stärkere Dämpfung bewirken, aber eine zusätzliche Filterkomplexität garantiert nicht automatisch eine bessere Leistung in jeder realen Installation.

Welche Probleme kann ein EMV-Filter lösen?

Ein richtig ausgewählter und installierter EMV-Filter kann bei der Lösung verschiedener Probleme helfen.

Durchgeführte Emissionsfehler

Schaltwandler, VFDs, Servoverstärker und Netzteile können hochfrequente Ströme als leitungsgebundene elektromagnetische Störungen in das Wechsel- oder Gleichstromnetz einspeisen und sich auf Stromleitungen und das vorgelagerte Stromnetz auswirken.

Ein EMV-Eingangsfilter kann dieses Rauschen dämpfen, bevor es die externe Versorgung erreicht. Beispielsweise kann ein geeigneter Filter die gemessenen Emissionen von 58 dBμV auf 42 dBμV reduzieren.

Lärm dringt in empfindliche Geräte ein

Externe Schaltgeräte können Störungen in ein gemeinsames Stromnetz einspeisen.

Ein am Geräteeingang installierter Filter kann einen Teil dieses leitungsgebundenen Rauschens reduzieren und dazu beitragen, in der Nähe befindliche Geräte, die an dasselbe Netzwerk angeschlossen sind, vor leitungsgebundenen Störungen zu schützen.

Kommunikationsinstabilität

Instabile Stromleitungsstörungen können die Signalintegrität beeinträchtigen und zu instabilem Verhalten in SPS-, industriellen Kommunikations-, Sensor- und Steuerungssystemen beitragen.

Das Filtern des relevanten Rauschpfads kann die elektromagnetische Umgebung verbessern, allerdings sollten auch Signalabschirmung, Erdung und Verkabelung bewertet werden.

Unerwartete Resets oder Steuerungsfehler

Hochfrequenzstörungen können manchmal zu Controller-Resets, Fehlern von Sensoren in der Nähe oder einem instabilen elektronischen Betrieb führen.

Auch hier sollte der tatsächliche Kopplungspfad ermittelt werden und nicht davon ausgegangen werden, dass jedes Problem einen größeren Filter erfordert, da Störungen auch in empfindlichen Steuer- oder Überwachungsschaltkreisen zu Signalverzerrungen führen können.

EMV-Testfehler

Wenn leitungsgebundene Emissionen bei bestimmten Frequenzen den geltenden Grenzwert überschreiten, kann ein entsprechend ausgelegter EMV-Filter für die erforderliche Dämpfung sorgen.

Die beste Auswahl beginnt normalerweise mit den tatsächlichen EMV-Messdaten und nicht nur mit der Auswahl eines Filters aus Spannung und Strom.

Arten von EMV-Filtern

Unterschiedliche elektrische Systeme erfordern unterschiedliche Filterkonfigurationen.

EMV-Filtertyp	Typische Verwendung
Einphasiger EMV-Filter	Einphasen-Wechselstromgeräte, Netzteile und Industrieelektronik
Dreiphasiger EMV-Filter	VFDs, Servoantriebe, Industriemaschinen und Hochleistungssysteme
IEC-Eingangs-EMV-Filter	Kompakte Geräte mit IEC-Stromanschlüssen
PCB-EMV-Filter	Elektronische Baugruppen und kompakte Netzteile
DC-EMV-Filter	Gleichstromsysteme, Batterieausrüstung und Stromrichter
Durchführungsfilter	Geschirmte Gehäuse, die eine Hochfrequenzfilterung an Kabeleinführungspunkten erfordern
VFD EMV-Filter	Antriebe mit variabler Frequenz und Motorantriebssysteme
Medizinischer EMV-Filter	Geräte, die eine strenge Leckstromkontrolle erfordern
Stromeingangsmodul	Integrierte Einlass-, Filter-, Sicherungs- und Schaltfunktionen

Die Auswahl der richtigen Kategorie ist nur der erste Schritt. Die elektrischen und EMV-Anforderungen müssen dennoch auf die Anwendung abgestimmt sein.

So wählen Sie einen EMV-Filter aus

Die Auswahl eines EMV-Filters nur auf der Grundlage des Nennstroms ist einer der häufigsten Auswahlfehler, da die Auswahl des richtigen Filters von mehreren Schlüsselparametern abhängt und nicht nur vom Strom.

Einen detaillierteren Auswahlprozess finden Sie in unseremLeitfaden zur Auswahl von EMI-Filtern.

Ingenieure sollten die folgenden Faktoren berücksichtigen, einschließlich Leistungsziele und Einhaltung gesetzlicher Vorschriften.

1. Nennspannung

Der Filter muss für die tatsächliche maximale Betriebsspannung der Anlage ausgelegt sein.

Beispiele hierfür sind:

• 115 VAC

• 230/250 VAC

• 380/400 VAC

• 440/480 VAC

• Gleichstromsysteme

Auch die Systemtopologie sollte korrekt erkannt werden.

2. Nennstrom

Der Nennstrom des EMV-Filters sollte dem tatsächlichen Dauerbetriebsstrom unter den erwarteten thermischen Bedingungen entsprechen.

Bedenken Sie auch:

• Einschaltstrom

• Spitzenlastbedingungen

• Umgebungstemperatur

• Kühlung

• Arbeitszyklus

• Herabstufungsanforderungen des Herstellers

Die Auswahl eines zu niedrigen Nennstroms kann zu übermäßiger Erwärmung oder Zuverlässigkeitsproblemen führen.

3. Einphasig oder dreiphasig

Ein einphasiges Wechselstromsystem und ein dreiphasiges Industriestromnetz erfordern unterschiedliche Filtertopologien.

Bestimmen Sie bei dreiphasigen Anwendungen, ob das System Folgendes verwendet:

• Dreiphasiger Dreileiter

• Dreiphasiger Vierleiter

• Neutralleiter

• Schutzerde

• Delta-Konfiguration

• Stern-/Stern-Konfiguration

Wenn Sie die beiden Grundarchitekturen vergleichen, siehedreiphasige EMI-Filter im Vergleich zu einphasigen EMI-Filtern.

4. Geräuschfrequenz

Der Filter muss über den gesamten Frequenzbereich, in dem das EMV-Problem tatsächlich auftritt, eine sinnvolle Dämpfung bieten.

Wenn beispielsweise bei einem EMV-Test übermäßige leitungsgebundene Störungen im Bereich einer bestimmten Schaltoberwelle festgestellt werden, sollten Ingenieure die Filterleistung in diesem Problembereich bewerten und sich nicht nur auf eine allgemeine Marketingaussage wie „hohe Dämpfung“ verlassen.

5. Gleichtaktrauschen vs. Gegentaktrauschen

Bestimmen Sie, ob die vorherrschende Beeinträchtigung ist:

Gleichtaktmodus, Differenzmodus oder eine Kombination aus beidem.

Dies kann erhebliche Auswirkungen auf die erforderliche Filtertopologie haben.

6. Einfügedämpfung

Einfügedämpfungskurven liefern nützliche Informationen über die Dämpfungseigenschaften eines Filters.

Die tatsächlich installierte Leistung kann jedoch von den Laborkurven abweichen, da die tatsächlichen Quellen- und Lastimpedanzen selten mit standardisierten Testbedingungen identisch sind.

Daher sollte der Filter nach Möglichkeit als Teil des Gesamtsystems bewertet werden.

7. Leckstrom

Die Kapazität zwischen Leitung und Erde trägt zum Leckstrom bei.

Dies ist besonders wichtig für:

• Medizinische Geräte

• Laborausrüstung

• Tragbare Geräte

• Systeme mit RCD/RCCB-Schutz

• Mehrere Filter an die gleiche Versorgung angeschlossen

Anforderungen an eine geringe Leckage erfordern möglicherweise eine andere Filtertopologie als ein allgemeines Industriedesign.

8. Mechanische Anforderungen

Halten:

• Verfügbarer Installationsraum

• Terminaltyp

• Bolzenverbindung

• Klemmenblock

• Drahtleitung

• DIN-Schienenmontage

• Leiterplattenmontage

• Panelmontage

• Sammelschienenanschluss

• Kühlung und Gehäuselayout

Ein Filter, der zwar elektrisch gut funktioniert, aber nicht richtig in das Gerät integriert werden kann, ist keine geeignete Lösung.

Wo sollte ein EMV-Filter installiert werden?

Bei einem Netzfilter ist die Installation oft genauso wichtig wie die Filterauswahl.

In vielen Anwendungen sollte der Filter eingebaut werdenso nah wie praktisch möglich am Stromeingangspunkt des Geräts.

Ein gängiges Layout ist:

Netzeingang → EMV-Filter → Interne Ausrüstung

Durch diese Anordnung wird verhindert, dass ungefilterte Leiter innerhalb des Gehäuses Störungen um den Filter herum einkoppeln.

Das Filtergehäuse sollte gemäß den Installationsanforderungen des Herstellers normalerweise eine kurze, niederohmige Verbindung zum Chassis oder zur Schutzerdungsstruktur haben.

Die Eingangs- und Ausgangsverkabelung sollte nach Möglichkeit auch physisch getrennt sein.

Ausführliche Installationspraktiken finden Sie unterSo installieren Sie einen EMI-Filter.

Häufige Fehler bei der Installation von EMV-Filtern

Selbst ein Hochleistungsfilter kann bei falscher Installation enttäuschende Ergebnisse liefern.

Lange Verkabelung zwischen Stromeingang und Filter

Lange ungefilterte Leiter können als Koppelpfade oder Antennen fungieren.

Halten Sie die Verbindung zwischen Stromeingang und Filter kurz.

Eingangs- und Ausgangskabel gemeinsam verlegt

Wenn schmutzseitige und reinseitige Leiter parallel verlaufen oder gebündelt sind, können sich hochfrequente Störungen um den Filter herum einkoppeln.

Trennen Sie sie physisch.

Schlechte Chassisverklebung

Die Hochfrequenzleistung hängt stark von der Verbindungsimpedanz ab.

Ein langes Erdungskabel kann eine deutlich höhere Hochfrequenzimpedanz haben als eine kurze, breite Chassisverbindung.

Die Erdung kann die tatsächliche Filterleistung erheblich beeinträchtigen. Weitere Informationen finden Sie in unserem praktischen Leitfadenwie sich die Erdung auf die EMI-Leistung auswirkt.

Installieren Sie den Filter zu weit vom Gehäuseeingang entfernt

Dadurch erhält das Rauschen zusätzliche Möglichkeiten, sich in andere Leitungen einzukoppeln, bevor es den Filter erreicht.

Vorausgesetzt, der Filter löst jedes EMV-Problem

Die Netzfilterung ersetzt nicht:

• Kabelschirmung

• Chassisverklebung

• Richtiges PCB-Layout

• Erdung

• Ferritkerne

• Schirmabschluss

• Reduzierung der Schaltschleifenfläche

• Motorkabelmanagement

Für ein erfolgreiches EMV-Engineering ist in der Regel das Zusammenwirken mehrerer Maßnahmen erforderlich.

EMV-Filter und EMV-Standards

Der für Geräte geltende EMV-Standard hängt von der Produktkategorie, der elektromagnetischen Umgebung und dem Zielmarkt ab.

Für Industrieanlagen können Normen produktspezifische Anforderungen oder allgemeine Normen umfassen, für die keine spezielle Produkt- oder Produktfamiliennorm gilt.

Beispiele hierfür sind:

CISPR 11

CISPR 11 behandelt die Eigenschaften, Grenzwerte und Messmethoden von Hochfrequenzstörungen für industrielle, wissenschaftliche und medizinische Geräte.

IEC 61000-6-4

IEC 61000-6-4 stellt allgemeine Emissionsanforderungen für Geräte bereit, die für Industrieumgebungen bestimmt sind, in denen keine anwendbare spezielle Produkt- oder Produktfamilien-Emissionsnorm existiert.

IEC 61000-6-2

IEC 61000-6-2 befasst sich mit allgemeinen Immunitätsanforderungen für Geräte, die für Industrieumgebungen bestimmt sind, in denen keine relevante dedizierte Produktnorm gilt.

CISPR 32

CISPR 32 befasst sich mit Emissionsanforderungen für Multimediageräte.

Andere Anwendungen wie Motorantriebe, medizinische Geräte, Ladegeräte für Elektrofahrzeuge oder Haushaltsgeräte können anderen produktspezifischen Standards unterliegen.

Weitere Informationen zur DOREXS-Produktkonformität und den verfügbaren Zulassungen finden Sie auf unsererZertifizierungen und StandardsRessourcenseite.

Daher sollte ein EMV-Filter entsprechend ausgewählt werdentatsächlicher Gerätestandard und gemessenes EMV-Problem, anstatt davon auszugehen, dass ein Standard universell gilt.

Am wichtigsten:

Ein EMV-Filter allein macht noch nicht die gesamte Maschine EMV-gerecht.

Die Konformität wird auf Geräte- oder Systemebene bestimmt.

Typische EMV-Filteranwendungen

EMV-Filter werden in einer Vielzahl elektrischer und elektronischer Geräte eingesetzt.

Industrielle Automatisierung

Industrielle Automatisierungssystemeenthalten viele potenzielle EMI-Quellen, darunter:

• Schaltnetzteile

• SPS-Systeme

• Servoantriebe

• Motorsteuerungen

• Relais und Schütze

• Industriecomputer

• Kommunikationsnetzwerke

Die Eingangs-EMV-Filterung kann dazu beitragen, die Ausbreitung von Schaltstörungen durch gemeinsam genutzte Stromversorgungssysteme zu verhindern.

Frequenzumrichter

VFDs erzeugen schnelle Schaltspannungsflanken, die zu erheblichen Gleichtakt- und Gegentaktstörungen führen können.

Im Rahmen einer umfassenderen EMV-Strategie kann am Antriebseingang ein geeigneter dreiphasiger oder VFD-EMV-Filter installiert werden. IEC 61800-3 legt EMV-Anforderungen für drehzahlregelbare Antriebe fest und ist häufig für VFD-Anwendungen relevant. In vielen Systemen kombinieren Ingenieure dies mit gezielten EMV-Filterlösungen rund um Frequenzumrichter, um leitungsgebundene Störungen zu reduzieren und die Einhaltung von Vorschriften zu gewährleisten.

Motorkabelabschirmung, Erdung, Kabellänge und Antriebsinstallation bleiben weiterhin von entscheidender Bedeutung. Der ausgangsseitige Schutz kann auch dazu beitragen, die Belastung der Motorisolierung durch hohe du/dt-Schaltungen zu begrenzen.

Servosysteme

Servoverstärker verwenden Hochgeschwindigkeits-Leistungsschaltungen und arbeiten in der Nähe empfindlicher Encoder- und Kommunikationsschaltkreise.

Eine geeignete Netzfilterung kann leitungsgebundene Störungen reduzieren, die in das Servostromsystem eindringen oder es verlassen.

Weitere anwendungsspezifische Informationen finden Sie unterEMI-Filter für Servoantriebe.

Medizinische Ausrüstung

Medizinische GeräteMöglicherweise ist eine starke EMI-Dämpfung bei gleichzeitiger Kontrolle des Leckstroms erforderlich.

Dies führt zu einem wichtigen Kompromiss beim Filterdesign, da eine Erhöhung der Leitung-Erde-Kapazität die Gleichtaktdämpfung verbessern und gleichzeitig den Leckstrom erhöhen kann.

Daher sind häufig leckagearme EMV-Filter erforderlich.

Laden von Elektrofahrzeugen und erneuerbare Energien

Ladeausrüstung für ElektrofahrzeugeSolarwechselrichter, Speicherwandler und andere leistungselektronische Systeme enthalten Hochfrequenz-Schaltstufen.

Abhängig von der Systemarchitektur erfordern möglicherweise beide Wechselstrom- und Gleichstrompfade eine EMV-Analyse. Eine bessere Filterung kann außerdem die Belastung der angeschlossenen Geräte verringern, die Systemleistung verbessern und das Risiko von Transformatorausfällen in größeren erneuerbaren Anlagen wie Windkraftanlagen verringern, um einen zuverlässigen Betrieb sicherzustellen.

Systeme für erneuerbare Energien können aufgrund von Wechselrichterschaltungen, Gleichstrombussen, langen Kabeln und Netzschnittstellen unterschiedliche Störpfade aufweisen. Weitere Informationen finden Sie in unseremEMI-Filter für erneuerbare EnergienAnwendungsleitfaden.

Kommunikations- und Datenausrüstung

EmpfindlichDaten- und Kommunikationsgerätekann durch elektrisches Rauschen beeinträchtigt werden, das über das Netzteil eindringt.

Die Filterung des Netzeingangs kann dazu beitragen, leitungsgebundene Störungen zu reduzieren, während andere Maßnahmen Signalleitungs- und Strahlungsstörungen verwalten.

CNC-Maschinen und Robotik

CNC-Systeme und Roboter kombinieren üblicherweise:

• Servoantriebe

• VFDs

• SPS

• Schaltnetzteile

• Encoder

• Industrielle Kommunikation

Die Kontrolle von Störungen am Stromeingang kann ein Teil der Aufrechterhaltung einer stabilen elektromagnetischen Umgebung sein.

EMV-Filterlösungen von DOREXS

DOREXS produziertEMI-Filterlösungenfür Gerätehersteller, Systemintegratoren und industrielle Anwendungen.

Zu den verfügbaren Filterkategorien gehören:

• Einphasige EMI/EMV-Filter

• Dreiphasige EMI/EMV-Filter

• IEC-Einlassfilter

• PCB-EMI-Filter

• DC-EMI-Filter

• Durchführungsfilter

• VFD-Filter

• Medizinische Filter mit geringer Leckage

• Stromeingangsmodule

• Kundenspezifische EMI/EMV-Filter

Sie können auch die vollständige Übersicht durchsuchenDOREXS EMI-Filter-Produktpaletteeje nach Stromversorgungssystem, Gerätearchitektur und Anwendungsanforderungen.

Standardfilter können dort eingesetzt werden, wo vorhandene Spannung, Strom, Dämpfung, Leckstrom und mechanische Spezifikationen den Geräteanforderungen entsprechen.

Für Anwendungen, bei denen ein Standardfilter die elektrischen, EMV- oder Installationsanforderungen nicht erfüllt, akundenspezifischer EMI-Filterkann in Betracht gezogen werden.

DOREXS kann Projektanforderungen anhand von Informationen bewerten wie:

Betriebsspannung + Maximalstrom + Stromversorgungssystem + Gerätetyp + EMV-Problemfrequenz + Leckstrombedarf + Installationsraum + angestrebter EMV-Standard

Besonders nützlich sind EMV-Testdaten.

Wenn Geräte die durchgeführten Emissionstests bereits nicht bestanden haben, kann die Bereitstellung des Testberichts oder der Problemfrequenzen den Ingenieuren dabei helfen, das Ausmaß und die Art der erforderlichen Dämpfung effektiver zu beurteilen, als einen Filter allein anhand der aktuellen Bewertung auszuwählen.

Häufig gestellte Fragen

Was macht ein EMV-Filter?

Ein EMV-Filter dämpft unerwünschte elektromagnetische Störungen, die durch elektrische Leiter wandern, und lässt gleichzeitig die erforderliche Leistung oder das erforderliche Signal durch. EMV-Filter für Stromleitungen werden hauptsächlich zur Kontrolle leitungsgebundener elektromagnetischer Störungen eingesetzt.

Ist ein EMV-Filter dasselbe wie ein EMI-Filter?

In vielen Stromleitungsanwendungen werden die Begriffe EMV-Filter und EMI-Filter synonym verwendet. EMI beschreibt elektromagnetische Störungen, während EMC das umfassendere Ziel der elektromagnetischen Verträglichkeit beschreibt. Die tatsächliche Filterauswahl sollte auf elektrischen Eigenschaften und Dämpfungseigenschaften basieren und nicht nur auf der Terminologie.

Wie funktioniert ein EMV-Filter?

Ein EMV-Filter kombiniert typischerweise Induktivitäten und Kondensatoren. Induktive Komponenten erzeugen eine hohe Impedanz gegenüber unerwünschten Hochfrequenzströmen, während Kondensatoren kontrollierte Niederimpedanzpfade für Hochfrequenzrauschen bereitstellen. Die Kombination dämpft EMI und ermöglicht gleichzeitig den Durchgang der erforderlichen Wechsel- oder Gleichspannung.

Was ist der Unterschied zwischen Gleichtakt- und Gegentaktrauschen?

Gleichtaktrauschen tritt auf mehreren Leitern relativ zur Erde oder zum Gehäuse auf, während Gegentaktrauschen zwischen Leistungsleitern auftritt. Gleichtaktdrosseln und Y-Kondensatoren werden üblicherweise zur CM-Unterdrückung verwendet, während X-Kondensatoren und Differenzinduktivität zur Kontrolle von DM-Rauschen beitragen.

Wo soll ein EMV-Filter installiert werden?

Ein EMV-Filter für die Stromleitung sollte im Allgemeinen in der Nähe des Stromeingangspunkts des Geräts installiert werden, mit kurzer Verkabelung, effektiver Chassis-Verbindung und physischer Trennung zwischen der ungefilterten und der gefilterten Seite.

Kann ein EMV-Filter dazu beitragen, dass Geräte die EMV-Prüfung bestehen?

Ein richtig ausgewählter und installierter Filter kann leitungsgebundene Emissionen erheblich reduzieren und dazu beitragen, dass Geräte die geltenden EMV-Grenzwerte einhalten. Die endgültige Konformität hängt jedoch vom gesamten System ab, einschließlich Erdung, Abschirmung, PCB-Layout, Kabelführung und Gehäusedesign.

Wie wähle ich den richtigen EMV-Filter aus?

Berücksichtigen Sie Nennspannung, Dauerstrom, Phasenkonfiguration, Rauschfrequenz, Gleichtakt- und Gegentaktdämpfung, Einfügungsdämpfung, Leckstromanforderungen, mechanische Abmessungen und die geltende EMV-Norm.

Benötigen VFDs EMV-Filter?

VFD-Systeme erzeugen aufgrund der Hochgeschwindigkeitsschaltung von Halbleitern häufig leitungsgebundene Störungen. Abhängig vom Antriebsdesign, der Installation und den geltenden EMV-Anforderungen kann ein richtig ausgewählter dreiphasiger oder dedizierter VFD-Eingangs-EMV-Filter die Systemleistung verbessern und Probleme wie Spannungsspitzen reduzieren, die sich auf angeschlossene Geräte auswirken, während bei Ausgangsanwendungen auch Sinuswellenfilter als Teil der gesamten EMV-Lösung verwendet werden können.

Abschluss

Also,Was ist ein EMV-Filter?

Ein EMV-Filter ist ein elektrisches Filternetzwerk, das unerwünschte leitungsgebundene elektromagnetische Störungen reduzieren und gleichzeitig den Durchgang der erforderlichen Wechsel- oder Gleichspannung ermöglichen soll.

Die meisten EMV-Filter für Stromleitungen verwenden Kombinationen aus:

Gleichtaktdrosseln + Differentialinduktivität + X-Kondensatoren + Y-Kondensatoren

zur Dämpfung von Gleichtakt- und Gegentaktstörungen.

Eine wirksame EMV-Filterung erfordert jedoch mehr als nur die Installation eines Filters.

Die richtige Lösung hängt ab von:

Spannung + Strom + Rauschmodus + Problemfrequenz + Leckstrom + Quellen-/Lastbedingungen + Erdung + Installation + Anwendbarer EMV-Standard

Für OEM-Gerätehersteller besteht der zuverlässigste Ansatz darin, zunächst das tatsächliche Interferenzproblem zu identifizieren und dann den Filter entsprechend den gemessenen Systemanforderungen auszuwählen oder zu entwerfen.

Benötigen Sie Hilfe bei der Auswahl eines EMV-Filters?

Wenn Sie Industrieausrüstung, VFD-Systeme, Servoausrüstung, medizinische Elektronik, Ladeausrüstung für Elektrofahrzeuge, Kommunikationssysteme oder andere leistungselektronische Produkte entwickeln, kann DOREXS Sie bei der Auswahl von EMV-Filtern und maßgeschneiderten Filterlösungen unterstützen.

Senden Sie uns:

Betriebsspannung
Maximaler Strom
Energiesystem
Gerätetyp
EMV-Testproblem/Frequenz
Anforderungen an den Ableitstrom
Installationsraum
Ziel-EMV-Standard

Die Ingenieure von DOREXS können die Anwendung bewerten und eine geeignete Standard- oder kundenspezifische EMI/EMV-Filterlösung empfehlen.

Entdecken Sie DOREXS EMI/EMC-Filter →