ФИЛЬТР ПОМЕХОПОДАВЛЯЮЩИЙ СЕТЕВОЙ

Полезная модель относится к электротехнике и может быть использована для защиты электрооборудования потребителя от помех в электросети. Ввиду симметрии фильтра устройство может быть использовано для защиты потребителя от утечек информации по цепям электропитания.
Известен фильтр сетевой помехоподавляющий, содержащий элементы присоединения к линии заземления, металлический корпус с дном и боковыми стенками, пространство между которыми разделено перегородками на отсеки, в центральном 6 из которых смонтированы компоненты более чем одного каскада фильтрации, а в боковых элементы 7 соединения с входным и выходным кабелями, при этом каждый отсек закрыт отдельной крышкой. Все соединения компонентов каскада фильтрации изготовлены из меди, сверху покрытой оловом, а на внутренней стороне крышек по периметру припаяна медная луженая плетенка (патент RU 132656, дата публикации 20.09.2013, Фиг. 2).
Недостатком известного фильтра является высокая трудоемкость его сборки, применение при изготовлении деталей корпуса дорогостоящих материалов, а также использование технологических процессов, характеризующихся вредными производственными факторами.
Дополнительным недостатком известного фильтра является применение медной луженой плетенки в качестве уплотнителя по периметру крышек, что не гарантирует должной герметизации отсеков корпуса и снижает эксплуатационные характеристики фильтра в части климатического исполнения.
Известен фильтр сетевой помехоподавляющий ЛФС-10-1Ф, имеющий элементы присоединения к линии заземления, прямоугольный металлический корпус с дном и боковыми стенками, пространство между которыми разделено перегородками на отсеки, в центральном из которых смонтированы компоненты фильтрации, а в боковых элементы соединения с входным и выходным кабелями, отличающийся от RU 132656 тем, что соединения с электросетью и нагрузкой выполнены разъемными, а отсеки закрыты общей крышкой (ТУ 6695-003-58356109-2003, Фиг. 3).
Недостатком известного фильтра является высокая ресурсоемкость его производства ввиду применения дорогостоящих материалов и сложных технологических процессов, что приводит к повышению трудоемкости при изготовлении устройства и, как следствие, к снижению его эксплуатационных характеристик.
Технической задачей полезной модели является создание эффективного помехоподавляющего фильтра с низкими затратами на его изготовление.
Технический результат, обеспечивающий решение поставленной задачи, заключается в повышении эксплуатационных характеристик устройства за счет повышения эффективности подавления энергии помехи, а также повышения надежности его работы.
Также повышение эксплуатационных характеристик устройства достигается за счет оригинального конструктивного исполнения, упрощающего изготовление и сборку изделия.
,
Технический результат достигается в фильтре помехоподавляющем сетевом, который содержит корпус из последовательно соединенных между собой секций (сегментов), входной и выходной соединители, расположенные на торцах корпусаслужащие для подключения к электросети и устройствам потребителя, соответственно,
при этом между секциями установлены экранирующие пластины с образованием четырех герметичных экранирующих камер, внутри которых установлены элементы принципиальной электрической схемы, причем секции выполнены с возможностью соединения между собой посредством конусного соединения, расположенного в месте стыковки секций и пары стягивающих крепежных элементов, проходящих вдоль корпуса и закрепленных на торцевых сторонах фильтра.
Помехоподавляющий фильтр внутри экранирующих камер содержит следующие элементы, отраженные на принципиальной схеме:
проходные конденсаторы на входе и выходе по каждой защищаемой линии,
Т-образные фильтры нижних частот, состоящие из катушек индуктивности и конденсаторов, по каждой защищаемой линии.
Элементы принципиальной схемы закреплены на внутренних перегородках секций.
Секции корпуса для формирования экранированных камер изготавливаются из стандартной стальной трубы для лучшего экранирования магнитной составляющей помех.
Использование стандартной стальной трубы для изготовления секций корпуса фильтра и простых крепежных элементов позволяет существенно снизить трудоемкость его изготовления, поскольку для изготовления указанных секций нет необходимости в проведении технологических операций, требующих высокой точности исполнения. Это позволяет дополнительно повысить эксплуатационные характеристики устройства. Кроме того, снижаются затраты на производство фильтра.
Элементы конусного соединения расположены на участках стыковки секций, по окружности торцов секций. Для формирования конусного соединения стыкуемых секций на торце одной секции выполнен конусный выступ и опорная площадка, а торец стыкуемой с ней секции - скошен внутрь и также имеет опорный выступ. Таким образом, в результате взаимодействия скошенных плоскостей на торцах секций образуется герметичное конусное соединение.
Экранирующая пластина прочно закреплена внутри одной из секций для разделения секций между собой и формирования замкнутых камер.
В качестве стягивающих крепежных элементов для соединения секций используются две стальные шпильки, располагаемые друг напротив друга по разные стороны от оси корпуса.
Причем каждую шпильку устанавливают таким образом, чтобы она проходила сквозь отверстия в торцевых стенках фильтра и экранирующих пластинах (то есть вдоль фильтра) с фиксацией гайками на ее концах у торцевых стенок фильтра. Такая установка шпилек позволяет равномерно и прочно стянуть секции корпуса между собой, выбирая зазоры в соединениях секций и обеспечивая их герметичность.
Применение стандартной стальной трубы для изготовления секций корпуса фильтра, а также достаточно простой конструкции крепежных элементов, элементов конусного соединения обеспечивает простоту конструкции фильтра, что способствует упрощению его сборки и приводит к дополнительному повышению эксплуатационных характеристик устройства.
Возможность соединения секций посредством конусного соединения и крепежных элементов, стягивающих секции вдоль фильтра обеспечивает высокую прочность и герметичность соединения секций корпуса между собой при достаточной простоте соединительных элементов и конструкции фильтра в целом. Ввиду высокой прочности соединения секций фильтра и, как следствие, конструкции корпуса фильтра, исключается риск разъединения секций и нарушения целостности корпуса, внутри которого установлены элементы принципиальной схемы, и, следовательно, снижения эффективности помехоподавления или поломки фильтра. В результате этого достигается повышение надежности работы фильтра (надежности и стабильности помехоподавления).
Также высокая прочность и герметичность соединения секций корпуса между собой за счет выполнения устройства с указанной конструкцией корпуса (возможность соединения секций посредством конусного соединения и стягивающих секции крепежных элементов), обеспечивает надежное экранирование внутренних элементов фильтра экранирующими перегородками, что приводит к повышению эффективности подавления энергии помехи за счет исключения возможных высокочастотных переизлучений через неплотности соединений частей корпуса, щели и зазоры.
Наличие в конструкции фильтра конусного соединения для секций корпуса и крепежных элементов, стягивающих корпус вдоль, позволяет достичь требуемой высокой степени уплотнения в местах стыковки секций для предотвращения утечки энергии помехи. Таким образом, энергия помехи полностью поглощается и рассеивается в виде тепла в указанных камерах элементами принципиальной схемы фильтра. Возможность предотвращения утечки энергии в конструкции фильтра приводит к улучшению характеристик подавления фильтра, что повышает эксплуатационные характеристики фильтра.
Выполнение корпуса с четырьмя экранирующими камерами позволяет дополнительно повысить эффективность подавления энергии помехи, за счет экранирования излучающих элементов схемы и паразитных индуктивностей соединений проводов в отдельных секциях устройства с четырьмя камерами.
Далее полезная модель поясняется фигурами 1-3, на которых позициями 1-14 показаны
1 - входной соединитель,
2 - выходной соединитель,
3 - секция,
4 - отверстие,
5 - экранирующая пластина (перегородка),
6 - экранирующая камера,
7 - шпилька,
8 - гайка,
9 - торцевая стенка корпуса,
10 - опорная площадка,
11 - конусный выступ,
12 - скошенный участок торца,
13 - опорный выступ,
14 - корпус.
На фиг. 1 изображен фильтр помехоподавляющий сетевой, вид спереди,
на фиг.2 изображен фильтр помехоподавляющий сетевой, вид с торца,
на фиг.3 изображен выносной элемент А.
Пример реализации помехоподавляющего сетевого фильтра.
Фильтр содержит цилиндрический корпус 14 с расположенными внутри элементами принципиальной схемы (на фигуре не показаны), на торцевых стенках корпуса 9 которого расположены входной 1 для подачи сетевого напряжения и выходной 2 для подключения нагрузки соединители. Понятие вход и выход в виду симметрии принципиальной схемы условны и определяются требованиями безопасности.
Корпус 14 помехоподавляющего фильтра состоит соединенных между собой четырех секций 3, представляющих собой участки стальной цилиндрической трубы. На торцах секций 3 (по окружности торцов цилиндрических секций 3) имеются соединительные элементы для соединения всех секций 3 последовательно (в ряд) при их стыковке. Две центральные секции имеют на обоих своих торцах соединительные элементы для образования конусного соединения при стыковке с торцами соседних секций. Две крайние секции имеют соединительный элемент только на одном торце секции 3, поскольку другом торце расположена торцевая стенка 9.
Конусное соединение образовано конусным выступом 11 и опорной площадкой 10, расположенными на торце одной секции 3, и ответными им скошенным внутрь участком торца 12 секции и опорным выступом 13, расположенными на торце второй секции.
Между соединенными секциями 3 прочно фиксируются экранирующие пластины 5 для формирования четырех замкнутых экранирующих камер 6.
В торцевых стенках корпуса 9 и экранирующих пластинах 5 выполнено по два, расположенных друг напротив друга по обе стороны от оси фильтра, сквозных отверстия 4 для пропускания сквозь корпус 14 фильтра пары шпилек 7. Шпильки 7 фиксируются на торцевых стенках корпуса 9 и экранирующих пластинах 5 гайками 8. Соединение секций 3 шпильками 7 обеспечивает их прочное стягивание между собой и фиксацию.
Устройство работает следующим образом.
К входному соединителю (разъему) 1 подключают источник сетевого напряжения (на фигуре не показано), а выходной соединитель (разъем) 2 подключают к нагрузке.
При электропитании потребителей в питающей сети могут возникать индустриальные электромагнитные помехи, вызванные переключением множества электронных компонентов, входящих в состав подключенных к сети устройств. В питающей сети могут также присутствовать искусственно навязанные высокочастотные составляющие переменного тока, распространяющиеся по всей сети. Для исключения распространения таких сигналов применяется заявленный подавляющий фильтр.
При подаче на вход помехоподавляющего фильтра питающего потребителей тока и при прохождении тока через фильтр, его высокочастотные составляющие, образованные индустриальными помехами или навязанные искусственно, гасятся элементами схемы (на фигуре не показаны) в экранирующих камерах 6, образующими низкочастотный фильтр. При этом на индуктивных элементах схемы и паразитных индуктивностях соединений возникают электромагнитные излучения. Для исключения проникновения таких излучений в пространство требуется надежная экранировка внутренних элементов фильтра, что достигается исключением зазоров в соединениях корпусных элементов за счет того, что, секции 6 корпуса 14 стыкуются при помощи конусного соединения и шпилек 7, обеспечивающих требуемое уплотнение.
Приведенный выше пример реализации помехоподавляющего фильтра является частным случаем и не исчерпывает всех возможных реализаций полезной модели.
Таким образом, была разработана конструкция помехоподавляющего фильтра, в которой за счет стыковки элементов корпуса при помощи конусного соединения и шпилек и образования четырех секций при сборке обеспечивается повышение эффективности подавления энергии помехи, что, как следствие, приводит к улучшению экранирования и повышению эксплуатационных характеристик изделия, при создании оптимального уплотнения при стыковки элементов корпуса.