Filtro de fase de entrada

Tipos de Filtros de Fase de Entrada

Un filtro de fase de entrada es preferible cuando una máquina eléctrica funciona con control de velocidad fija. Tiene un condensador y un reactor conectados en serie, que forman un filtro LC conectado a la unidad de frecuencia variable y al motor. El filtro LC ayuda a eliminar el voltaje de alta frecuencia que puede afectar al motor cuando un VFD le suministra energía. Hay dos tipos básicos de filtros de fase de entrada:

• Filtros de paso bajo

  Los filtros de paso bajo permiten que pasen las señales con una frecuencia inferior a la de corte. Impiden las frecuencias más altas, proporcionando así una potencia de entrada más suave a las máquinas. Este filtro reduce los picos de voltaje debidos a ruidos de alta frecuencia. Suele consistir en un circuito RLC, que proporciona filtrado resistivo, inductivo y capacitivo. Los filtros de paso bajo previenen los daños en los rodamientos del motor y el deterioro del aislamiento del devanado.

• Filtros de paso alto

  Este tipo de filtros permite que pasen las frecuencias altas y bloquea las frecuencias bajas. Impiden que el motor alimentado con un voltaje de alta frecuencia funcione. Generalmente, son redes inductivas que filtran los componentes de frecuencia dentro del sistema eléctrico. Los filtros de paso alto limitan las corrientes excesivas en los rodamientos de los motores, reduciendo el riesgo de daños en el aislamiento y prolongando la vida útil del equipo.

Especificaciones y mantenimiento de los filtros de fase de entrada

Las especificaciones de los filtros de fase de entrada pueden variar en función del modelo y del tipo de fabricante. Estas son algunas especificaciones típicas que corresponden a los detalles de los filtros de fase en la industria de la maquinaria.

• Potencia nominal

  Los filtros de fase de entrada suelen estar diseñados para manejar potencias nominales específicas, generalmente hasta 5.800 kVA, máximo 6.600 kVA, lo que corresponde a la capacidad de la fuente de alimentación.

• Tensión nominal

  La tensión nominal de un filtro de fase de entrada indica el nivel de tensión con el que puede trabajar el filtro. Un rango de tensión de ejemplo es de 50-60Hz 1-12kV.

• Corriente nominal

  La corriente nominal de un filtro de fase de entrada representa la corriente máxima que puede transportar. El rango de corriente puede variar según los diferentes tamaños y tensiones nominales, lo que permite utilizarlos en aplicaciones y sistemas específicos.

• Características de atenuación

  Las características de atenuación de los filtros de fase de entrada indican la capacidad del filtro para filtrar las interferencias electromagnéticas o el ruido. Normalmente, estos filtros proporcionarán curvas de atenuación detalladas, describiendo los efectos de atenuación para diferentes frecuencias.

• Rango de temperatura

  El rango de temperatura del filtro de fase de entrada significa el rango de temperatura de funcionamiento del filtro. Esto garantiza que el filtro pueda funcionar correctamente y de forma constante en diversos entornos industriales.

Mantenimientos

El mantenimiento adecuado de un filtro de fase de entrada es fundamental para garantizar su rendimiento óptimo, prolongar su vida útil y evitar tiempos de inactividad innecesarios del sistema. Estos son algunos mantenimientos del filtro de fase de entrada que los usuarios o mantenedores del equipo deben tener en cuenta.

• Inspecciones visuales periódicas

  Esto implica la comprobación rutinaria de signos de daños físicos, como cables deshilachados, grietas en la carcasa del filtro o desconexión de componentes. Además, asegúrese de que no haya signos de sobrecalentamiento, como marcas de quemaduras u olores a quemado. En caso de que se observe alguna anomalía visual, los usuarios deben consultar con el fabricante para obtener asesoramiento sobre el uso posterior o el mantenimiento inmediato.

• Mantener un flujo de aire adecuado

  Un filtro de fase de entrada suele tener ventiladores de refrigeración para la regulación de la temperatura. Por lo tanto, los usuarios deben asegurarse de que haya un flujo de aire adecuado alrededor del filtro. Mantenga un entorno limpio alrededor del filtro para evitar el sobrecalentamiento de los componentes o fallos prematuros.

• Mantenerlo limpio

  Los usuarios deben limpiar periódicamente el filtro de fase de entrada para eliminar la acumulación de polvo y residuos. Se puede utilizar un paño sin pelusa para limpiar suavemente las superficies del filtro. Los usuarios deben asegurarse de que el filtro no esté demasiado húmedo o mojado durante la limpieza para evitar cualquier peligro eléctrico y asegurarse de que esté completamente seco antes de su uso.

• Supervisar su rendimiento

  Los usuarios deben supervisar periódicamente el funcionamiento del filtro de fase de entrada. Esto incluye observar la eficacia del filtrado, los niveles de ruido, la velocidad de funcionamiento de los ventiladores y las temperaturas. Cualquier cambio anormal debe investigarse y solucionarse con prontitud para evitar posibles daños.

• Seguir las directrices del fabricante

  Las especificaciones de cada máquina pueden variar en función del modelo y del tipo de fabricante; por lo tanto, con el fin de garantizar su rendimiento de filtrado óptimo y evitar la anulación de la garantía. Por ejemplo, los usuarios deben utilizar únicamente los componentes de repuesto y las piezas de repuesto recomendadas para mantener el filtro de fase de entrada. También deben asegurarse de que la eliminación de las piezas sustituidas, como los componentes electrónicos, se realiza de acuerdo con las normas y los estándares medioambientales.

Los filtros de fase de entrada se utilizan en muchas industrias.

• Audio: los filtros de entrada de audio se utilizan en equipos de audio como mezcladores, interfaces de grabación, ecualizadores y amplificadores. Los filtros de paso alto de audio, por ejemplo, eliminan los sonidos de baja frecuencia no deseados, incluyendo los causados por el ruido o la manipulación, mejorando así la calidad de las grabaciones y las amplificaciones.
• Telecomunicaciones: los filtros de entrada de telecomunicaciones son una parte integral de la tecnología de telecomunicaciones como la radiodifusión de radio y televisión, los sistemas de comunicaciones móviles y las comunicaciones por satélite. Se utilizan para seleccionar correctamente los diferentes canales de frecuencia, asegurando así una transmisión y recepción claras y estables.
• Equipo médico: los filtros de entrada médicos se utilizan ampliamente en equipos médicos como electrocardiógrafos (ECGs), electroencefalógrafos (EEGs) y sistemas de adquisición de señales médicas. Al eliminar las señales de interferencia (como la interferencia de la red eléctrica de 50/60 Hz), ayudan a extraer información biológica importante de la señal objetivo, mejorando así la precisión y fiabilidad del diagnóstico médico.
• Control industrial: los filtros de fase de entrada se utilizan en equipos de control industrial como PLCs, sistemas de adquisición de datos y circuitos de sensores. Ayudan a estabilizar las señales de los sensores y transductores (por ejemplo, presión, temperatura y flujo). Esto se consigue eliminando el ruido y los transitorios, lo que contribuye a la recogida y el control precisos de los datos.
• Automoción: los filtros de entrada de automoción se utilizan en sistemas de audio de automoción, sistemas de comunicación de automoción y diversos sensores. Por ejemplo, los sistemas de audio de automoción utilizan filtros de paso alto para reducir el ruido del motor y otras interferencias de baja frecuencia para que los consumidores puedan disfrutar de un sonido más claro.
• Investigación y Laboratorio: los filtros de fase de entrada se utilizan comúnmente en equipos de investigación y laboratorio como espectrómetros, osciloscopios y analizadores de señales. Ayudan a separar y analizar señales de diferentes frecuencias para determinar la composición y las características de la muestra, apoyando así la investigación científica y la experimentación.

Cómo elegir filtros de fase de entrada

Los filtros de entrada eliminan el ruido eléctrico derivándolo a tierra. También evitan que el ruido de conmutación vuelva al sistema de alimentación a través de la carga. Ejemplos típicos de filtros de entrada incluyen los filtros de derivación de condensadores (que utilizan condensadores electrolíticos o de película) y los filtros RC que emplean resistencias y condensadores.

Tenga en cuenta lo siguiente al seleccionar los artículos:

• Requisitos de carga

  La función principal de un filtro de entrada de potencia es eliminar el ruido de la fuente de alimentación para que el circuito pueda funcionar correctamente. Sin embargo, algunos tipos de filtros también pueden limitar la corriente máxima que fluye a la carga. Esta función es vital para proteger la fuente de alimentación de una demanda excesiva por parte de la carga. Por ejemplo, un fusible puede formar parte del filtro de entrada. Saltará siempre que la corriente supere un valor específico para evitar daños en la fuente de alimentación. Si la limitación de corriente es vital para un circuito determinado, elija un filtro que atienda adecuadamente a esta necesidad.

• Tipo de ruido

  Los diferentes filtros de entrada se ocupan de diferentes tipos de ruido. Por ejemplo, los filtros RC son adecuados para el ruido de rectificación de radiofrecuencia, mientras que los filtros de inductancia-capacitancia (LC) son adecuados tanto para bajas como para altas radiofrecuencias. Comprender el tipo específico de ruido que un circuito va a experimentar ayudará a seleccionar el filtro ideal para eliminarlo, dejando sólo una fuente de alimentación pura para el circuito.

• Capacitancia

  Los filtros de entrada generalmente consisten en condensadores y, a veces, resistencias e inductores. La función principal es derivar el ruido a tierra, y la capacitancia del condensador determina la cantidad de ruido que derivará a tierra. Cuanto mayor sea la capacitancia, mayor será la frecuencia que el condensador derivará a tierra. Al elegir los filtros de entrada, tenga en cuenta la capacitancia y asegúrese de que sea adecuada para los requisitos de frecuencia del circuito.

• Conectores

  Los filtros de entrada funcionan con conectores para proporcionar una fuente de alimentación pura a los circuitos. La elección de los conectores puede afectar a las tensiones nominales y a la robustez mecánica. Elija el conector adecuado para asegurarse de que el circuito recibe una fuente de alimentación adecuada.

• Rango de temperatura de funcionamiento

  Los circuitos electrónicos tienen un rango de temperatura en el que pueden funcionar. Elija filtros de fase de entrada con un rango de temperatura adecuado para la ubicación del filtro. Por ejemplo, el rango de temperatura de un filtro en una fuente de alimentación que funciona continuamente en una sala climatizada será diferente al de un filtro en un equipo exterior expuesto al sol.

Preguntas y respuestas sobre los filtros de fase de entrada

P1: ¿Por qué utilizar un filtro de fase de entrada en un amplificador de potencia?

A1: Los filtros de fase de entrada en los amplificadores de potencia minimizan o eliminan el ruido no deseado de alta frecuencia, mejoran la relación señal-ruido del amplificador y mejoran la calidad general del sonido al reducir el silbido y otros artefactos no deseados.

P2: ¿Cuáles son las ventajas de los filtros digitales?

A2: Los beneficios de los filtros digitales incluyen un control preciso sobre las características de filtrado, la posibilidad de programarlos para adaptarse a diferentes situaciones, la posibilidad de implementar diseños complejos de filtros y una buena estabilidad y previsibilidad.

P3: ¿Cuál es la diferencia entre los filtros activos y los pasivos?

A3: Los filtros activos utilizan amplificadores (y a menudo otros componentes como los amplificadores operacionales) y resistencias y condensadores para filtrar las señales. Pueden amplificar la señal. Los filtros pasivos sólo utilizan componentes pasivos como resistencias y condensadores. Atenúan la señal.

P4: ¿Qué factores determinan la elección de filtros para una aplicación determinada?

A4: La aplicación del filtro de fase de entrada, las características de frecuencia (corte, paso, banda de parada), el tipo de filtro (activo o pasivo), el rendimiento del filtro deseado (incluyendo la ganancia), las consideraciones de tamaño e integración, los requisitos de tensión y corriente y los aspectos económicos de los filtros son todos factores pertinentes.