صفحه اصلی تازه ها جستجو تماس با ما Language Bar فارسی English
 
 
 
معمای ترانسفورماتور شماره 136 - حذف نویز مد مشترک توسط ترانس ایزوله
ترانس ایزوله چیست و چگونه کار می کند و چه حسنی دارد؟ و  چگونه می‌تواند نویزهای مود مشترک را كاهش دهد؟ واصلا نویز مود مشترک چیست؟
ممنون
نویسنده : رحیمی
 
#1
ساعت: 13:58 - تاریخ: 2 دی 1394
نویزهای مد مشترک، اغتشاشاتی هستند که به یک اندازه عناصر فعال مدار را تحت تأثیر قرار می دهند. برای مثال در تقویت کننده های تفاضلی، نویزهای مشابه اعمالی به هر دو ورودی، در خروجی تقویت کننده ظاهر نمی شوند زیرا ضریب تقویت ذاتی این نوع نوع تقویت کننده برای سیگنالهای ورودی غیر هم فاز مقداری زیاد و برای سیگنالهای ورودی هم فاز و هم اندازه ( مفهوم مشترک) در حدود صفر است. همین مضمون در ترانسهای ایزوله مجهیز به شیلد زمین شده مابین اولیه و ثانویه نیز قابل اطلاق است. در واقع در این نوع ترانسها نویزها فرکانس بالای اعمالی به دو سمت ترانس از طریق خازنهای پراکنده شیلد به زمین اتصال کوتاه و از فرآیند انتقال ترانس حذف می شوند. در این ارتباط می توانید به IEEE 1100 مراجعه کنید.

4.7.2.5 Inter winding electrostatic shielding (transformers)
A solidly grounded bypass capacitor that creates a capacitive voltage divider and current shunt can be introduced into the inter winding capacitance between the primary and secondary in a transformer by adding a metal foil between the windings, and then by suitably bonding it in low-inductance fashion to equipment ground within the transformer (see Figure 4-38 and Lewis [B38>). This has three major effects, as follows:

a) Inter winding short circuits are largely prevented due to the introduction of a solidly grounded fault current path as provided by the electrostatic shield (see Figure 4-40).
b) High-frequency currents in the common mode are capacitively shunted into the grounding system in bidirectional fashion from either the primary or the secondary circuits (see Figure 4-39).
c) The capacitive voltage divider action reduces the available noise voltage to be coupled capacitively between the two windings (see Figure 4-39).



The benefits from effect a) are obvious, but the conditions in effects b) and c) produce mixed results. For example, the capacitive shunting action beneficially reduces the amount of common-mode current coupled across the transformer from either direction, but also increases the common-mode current flow in the grounding system the transformer and its shield are referenced to. With a suitably designed signal reference structure (SRS) grounding system, per Chapter 8, this is not normally a problem. However, if nonrecommended grounding system designs are employed, this can be a significant problem—especially SPG designs and most variations of them (see Chapter 8).
Also, if the shield’s grounding/bonding conductor is not installed as a low-inductance pathway, then per
Figure 4-39 it can be seen that it will act to defeat the shunt and voltage divider action provided by the electrostatic shield, since it is an inductance added in conjugate (vectorially, with XL 180° from XC) with the capacitance provided between the electrostatic shield and the associated faces of the windings. Bypass capacitors must be grounded via low-inductance means if they are to be fully effective and if the exhibition of unwanted resonances is to be avoided.



Electrostatic shielding can produce practical reductions in common-mode noise transfer across the transformer in ranges from approximately –20 dB to –40 dB and sometimes to –60 dB across some reasonably defined range of frequencies. This will be strongly influenced by specific product design, number of phases, input and output voltage, kVA rating, and the physical size of the transformer involved.
Practical attenuation values above this are generally not realizable in real-world installations of the transformer—particularly when the installation conforms to the requirements of the NEC. Performance attenuation tests that involve factory-specified and artificial capacitive voltage divider actions are generally not a valid means of determining the performance of the electrostatic shielding system in practical cases (see
Lewis [B38>).



Adding more (ungrounded) shields to the primary and secondary windings and operating them at their associated winding’s line-voltage potential permits a beneficial reduction in common-mode to transverse mod noise conversion across the transformer. Several tens of decibels of attenuation across a wide range of frequencies can be realized by this simple method of additional shielding.
At higher frequencies, where wave and transmission line theory must be used, the inter winding shield appears as a point of impedance mismatch from which transient currents (and voltages) can be reflected and re-reflected. This produces attenuation on the downstream side of the point of impedance mismatch. Also, reflections initiated by traveling waves on the ac power wiring to and from the shield are also found on the grounding conductor(s) and grounding system to which the shield has been connected for reference purposes. This latter point is very important and underscores the reason that specialized broadband SRS grounding techniques, as discussed in Chapter 8, must be used when avoiding noise problems in the grounding system, as opposed to SPG and related hybrid designs.
 
نویسنده : حمید - از: فیروزآباد فارس
 
#2
ساعت: 23:52 - تاریخ: 2 دی 1394
من سوادم به این ها نمی رسه.

ساده بگید: وظیفه ترانس ایزوله چیست ؟ 
نویسنده : رحیمی
 
#3
ساعت: 10:49 - تاریخ: 3 دی 1394
اختیار دارید، طرح یک سوال خوب و پیگیری برای یافتن پاسخ آن بخش مهمی از سواد است. البته من هم تجربه و اطلاعات زیادی از مباحث الکترونیکی ندارم وآنچه در اینجا مطرح می کنم استنباط شخصی خودم از موضوع است، متأسفانه گذر بچه های الکترونیک کمتر به این سایت می افتد. در هر حال اگر پاسخ بهتری یافتید ممنون می شویم ما را هم مطلع فرمائید.

اصطلاح مد مشترک را اول بار در تقویت کننده های عملیاتی دیده ام. در شکل زیر سیگنالهای اعمالی به دو ورودی چنانچه از اختلاف فاز 180 درجه برخوردار باشند، به شکل تقویت شده در خروجی برداشت می شود (تفاضل دو مقدار مختلف العلامت). حال اگر یک نویز مشترک بصورت یک سیگنال فرکانس بالا به عنوان دو سیگنال هم اندازه و هم فاز به این دو سیگنال اضافه شود، عملاً در خروجی ظاهر نمی شود زیرا این نوع تقویت کننده تفاضل دو مقدار مساوی را در خروجی ظاهر می کند که تقریباً برابر صفر است. بدین ترتیب است که یک تقویت کننده عملیاتی را ذاتاً یک فیلتر نویز مد مشترک می گویند. در همین تقویت کننده اگر سیگنال به یک ورودی اعمال شود و ورودی دوم زمین شود، دو سیگنال تقویت شده با 180 درجه اختلاف فاز در خروجیها خواهیم داشت. حسن این مدار آن است که نویزهای اعمالی به هر دو ورودی ( مد مشترک) در خروجی ظاهر نمی شود.



خوب حالا برویم سر ترانس ایزوله مورد بحث خودمان، همانطور که در شکل زیر می بینید ترانس ایزوله مورد استفاده در مدارات الکترونیکی دو وجه اصلی تفکیک گالوانیک اولیه و ثانویه ترانس (از طریق سیم یا زمین) و کوپلاژ خازنی سیم پیچی اولیه و ثانویه از طریق شیلد زمین شده بین دو سیم پیچی را همزمان داراست.



من تصور می کنم وجه تسمیه مد مشترک مطرح شده در اینجا تأثیر پذیری هم زمان دو پلاریته مستقل ترانس ( مثلاً فاز و نول) در اولیه یا ثانویه از یک سیگنال نویز خارجی باشد. چنانچه ترانس در هر دو سمت زمین شود ( که مغایر ایزوله بودن است)، سر زمین نشده در هر سمت می تواند در معرض نویز قرار گرفته که این نویز ولتاژی خود را با نسبت تبدیل ترانس به بار  خواهد رساند. اما اگر هر دو پلاریته سمت اولیه از زمین ایزوله شود، هر دو ترمینال در معرض یک اغتشاش نویزی مشترک قرار می گیرند که نمی تواند سبب  emf نویزی در اولیه ترانس شود. البته در نویزهای فرکانسهای بالا، خازنهای پراکنده سیم و زمین می تواند سیگنال یاد شده را اتصال کوتاه نموده و سبب شکل گیری جریان نویز در سیم پیچی اولیه شود. در این حالت نیز خازن کوپلاز ایجاد شده توسط شیلد بین سیم پیچی اولیه و ثانویه به عنوان یک مسیر کم امپدانس تر از خازنهای پراکنده وارد عمل شده و مجدداً این سیگنالهای فرکانس بالا را بای پس می نماید. فکر می کنم اینچنین است که یک ترانس ایزوله بطور ذاتی یک فیلتر مد مشترک در قبال نویزهای فرکانس بالا محسوب می شود.
 
نویسنده : حمید - از: فیروزآباد فارس
 
درج پاسخ

 
 
تغییر زبان :