يعد مرشح RFI مكونًا أساسيًا لحل التداخل الكهرومغناطيسي عالي التردد (EMI)، وهو أمر لا غنى عنه بشكل خاص في المعدات عالية الطاقة وعالية التردد مثل شواحن صناعية .

غالبًا ما تواجه الشواحن الصناعية بيئات كهرومغناطيسية معقدة: التبديل السريع لإمدادات الطاقة التبديلية، والنبضات ذات التيار العالي، والتشغيل المتوازي لأجهزة متعددة تولد ضوضاء عالية التردد، والتي لا تؤثر فقط على كفاءة الشحن، ولكن يمكن أن تؤدي أيضًا إلى إتلاف الدوائر الحساسة.

تتضمن سيناريوهات تطبيق مرشحات RFI بشكل أساسي ما يلي:

مدخلات الطاقة: تعمل على قمع ضوضاء الوضع المشترك والوضع التفاضلي في شبكة الطاقة وتمنع التداخل الخارجي من التطفل على المعدات من خلال خط الطاقة.

منفذ نقل الإشارة: حماية وحدات الاتصال (مثل ناقل CAN أو وحدة Wi-Fi) من التداخل الإشعاعي عالي التردد لضمان استقرار نقل البيانات.

الفصل الثاني: مصادر تداخل الترددات الراديوية (RFI)

يمكن تقسيم الأسباب الجذرية للتداخل الترددي في الشواحن الصناعية إلى فئتين: المولدة داخليًا والمقترنة خارجيًا:

تبديل التردد العالي لأجهزة الطاقة: يتم توليد ترانزستورات IGBT وMOSFET وغيرها من أجهزة الطاقة في عملية التبديل (يمكن أن يصل التردد إلى 100 كيلوهرتز أو أكثر) من خلال طفرة الجهد/التيار العابرة، من خلال تكوين المحاثة الطفيلية للتوافقيات عالية التردد. على سبيل المثال، يتجاوز معدل تغير التيار (di/dt) لترانزستور IGBT في كومة شحن سريع عالية الجهد 800 فولت 10 أمبير/ثانية عند إيقاف تشغيله، مما يؤدي إلى تداخل واسع النطاق في النطاق 30 ميجاهرتز - 1 جيجاهرتز. ينتشر هذا النوع من التداخل عبر مسارات التوصيل (مثل خطوط الكهرباء) أو مسارات الإشعاع (مثل الاقتران السعوي الطفيلي للكابلات)، ويتطلب استخدام مرشحات مكثفات اختراق لحجب حلقة التردد العالي.

اقتران الإشعاع الكهرومغناطيسي: تشكل الكابلات طويلة المدى (>3 أمتار) تأثير هوائي عند الترددات العالية، حيث تستقبل إشارات التردد اللاسلكي الخارجية (على سبيل المثال، محطات قاعدة 5G، وأجهزة Wi-Fi في نطاق 2.4 جيجاهرتز) أو تشع

الضوضاء الداخلية. في البيئات الصناعية، قد تُسبب وحدات الاتصال اللاسلكية للأجهزة المجاورة (مثل البلوتوث وزيجبي) تداخلاً متبادلاً.

عيوب نظام التأريض: تؤدي المعاوقة الأرضية المفرطة (>0.1Ω) أو حلقات التأريض المصممة بشكل غير صحيح إلى انتقال تداخل الوضع المشترك عبر الأرض. على سبيل المثال، المرشحات غير المثبتة على شفة من الفولاذ المجلفن، حيث يؤدي أكسدة سطح التلامس إلى زيادة المعاوقة بشكل كبير، مما يسمح بتسرب الضوضاء عالية التردد.

الفصل الثالث: كيفية تجنب المخاطر والصيانة والتفتيش

أولا: التدابير الرئيسية لتجنب مخاطر تداخل الترددات الراديوية

قمع المصدر

أضف دوائر عازلة (مثل شبكة امتصاص RC) إلى أجهزة الطاقة لتقليل فرق الجهد (di/dt) وفرق الجهد (dv/dt) أثناء عملية التبديل، وتقليل توليد التوافقيات عالية التردد. استخدم كابلات محمية (تغطية محمية ≥ 85%) ومُخنقات حلقية مغناطيسية لمنع مسار اقتران التداخل الإشعاعي.

نوع تحسين نظام الترشيح:

التداخل الموصل أقل من 30 ميجا هرتز: إعطاء الأولوية لاستخدام مرشحات النوع π (خسارة الإدخال ≥ 40 ديسيبل).

التداخل الإشعاعي فوق 1 جيجاهرتز: استخدم مرشحات التغذية ذات التجويف المعدني (على سبيل المثال سلسلة TDK BFC).

تأكد من تطابق معاوقة الفلتر، على سبيل المثال، مصدر ذو معاوقة عالية يتطابق مع مرشح النوع C، ومصدر ذو معاوقة منخفضة يتطابق مع مرشح النوع L.

II. نقاط الصيانة

فحص الحالة المادية: افحص مقاومة التلامس بين غلاف الفلتر ولوحة التركيب شهريًا (القيمة المستهدفة <5 ملي أوم)، واستخدم حشوات الأسنان الداخلية لمنع الأكسدة. في البيئات ذات درجات الحرارة العالية، نظّف فتحات تبريد الفلتر بانتظام لتجنب تراكم الغبار الذي قد يؤدي إلى ارتفاع درجة الحرارة بشكل مفرط (أكثر من 85 درجة مئوية).

اختبار الأداء الكهربائي: استخدم محلل الطيف لقياس خسارة الإدخال كل ثلاثة أشهر: في النطاق 500 ميجا هرتز - 2 جيجا هرتز، يجب استبدال الفلتر إذا انخفضت قيمة الخسارة أكثر من 3 ديسيبل.

كشف تسرب التيار: تتطلب المعدات الطبية <5μA، وتسمح المعدات الصناعية بـ ≤1mA، وقد يؤدي تجاوز المعيار إلى حدوث صدمة كهربائية أو تشغيل خاطئ.

استكشاف الأخطاء وإصلاحها

الأعطال الشائعة

تشبع القلب: عندما يكون التيار المُصنّف غير كافٍ (مثل استخدام مُرشِّح ٥٠ أمبير في نظام ٨٠ أمبير)، تنخفض قيمة المُحاثة، مما يُؤدي إلى تسرب تداخل الترددات المنخفضة. يجب رفع سعة الطاقة (١.٥ ضعف اختيار تيار الذروة).