Welche Funktion hat der Einsatz von Rauschfiltern in Energieanlagen?
Die Stromversorgung elektronischer Geräte wie 220-V-/50-Hz-Wechselstromnetze oder 115-V-/400-Hz-Wechselstromgeneratoren enthält verschiedene Arten von EMI-Rauschen. Darunter induzieren künstliche EMI-Störquellen wie Funkübertragungssignale verschiedener Radar-, Navigations-, Kommunikations- und anderer Geräte elektromagnetische Störsignale auf den Stromleitungen und Verbindungskabeln elektronischer Geräte. Elektrische rotierende Maschinen und Zündsysteme erzeugen transiente Prozesse und Störstrahlung in induktiven Lastkreisen; Darüber hinaus gibt es im Universum natürliche Störquellen wie Blitzentladungserscheinungen und elektromagnetische Störgeräusche. Ersteres hat eine kurze Dauer, aber hohe Energie, während letzteres einen großen Frequenzbereich hat. Darüber hinaus erzeugen elektronische Schaltungskomponenten selbst im Betrieb thermisches Rauschen.
Diese durch Strahlung und Leitung gekoppelten elektromagnetischen Störgeräusche können den normalen Betrieb verschiedener elektronischer Geräte beeinträchtigen, die in dieser Umgebung betrieben werden.
Andererseits erzeugen elektronische Geräte im Betrieb auch elektromagnetische Störgeräusche unterschiedlicher Art. Beispielsweise verwenden digitale Schaltkreise Impulssignale (Rechteckwellen), um logische Beziehungen darzustellen, und die Fourier-Analyse ihrer Impulswellenformen offenbart ein breites Spektrum harmonischer Spektren. Darüber hinaus gibt es in digitalen Schaltkreisen mehrere sich wiederholende Frequenzimpulsfolgen, die reichere Harmonische, breitere Spektren und komplexere elektromagnetische Interferenzgeräusche enthalten.
Verschiedene Arten von geregelten Netzteilen selbst sind ebenfalls Quellen elektromagnetischer Störungen. In einer linear geregelten Stromversorgung kann der durch Gleichrichtung entstehende unidirektionale pulsierende Strom auch elektromagnetische Störungen verursachen; Schaltnetzteile zeichnen sich durch geringe Größe und hohe Effizienz aus und werden zunehmend in modernen elektronischen Geräten eingesetzt. Da sie sich jedoch während der Leistungsumwandlung in einem Schaltzustand befinden, stellen sie eine starke Quelle für elektromagnetische Störungen dar. Das von ihnen erzeugte EMI-Rauschen hat einen weiten Frequenzbereich und eine hohe Intensität. Diese elektromagnetischen Störgeräusche verschmutzen durch Strahlung und Leitung auch die elektromagnetische Umgebung und beeinträchtigen dadurch den normalen Betrieb anderer elektronischer Geräte.
Wenn bei elektronischen Geräten EMI-Rauschen auf analoge Schaltkreise wirken, kann sich dadurch das Signal-Rausch-Verhältnis der Signalübertragung verschlechtern, und in schweren Fällen kann das zu übertragende Signal durch EMI-Rauschen überfordert werden und nicht verarbeitet werden. Wenn EMI-Rauschen digitale Schaltkreise beeinflussen, kann es zu logischen Beziehungsfehlern und damit zu falschen Ergebnissen kommen.
Bei Leistungsgeräten gibt es neben der Stromumwandlungsschaltung auch Antriebsschaltungen, Steuerschaltungen, Schutzschaltungen, Eingangs-/Ausgangspegelerkennungsschaltungen und andere komplexe Schaltungen. Diese Schaltkreise bestehen hauptsächlich aus allgemeinen oder speziellen integrierten Schaltkreisen. Wenn sie aufgrund elektromagnetischer Störungen versagen, funktioniert die Stromversorgung nicht mehr, was zu Fehlfunktionen elektronischer Geräte führt. Durch den Einsatz von Stromnetz-Rauschfiltern kann eine Fehlfunktion der Stromversorgung aufgrund externer elektromagnetischer Störeinflüsse wirksam verhindert werden.
