Hoe aarde aansluiten op een netfilter?


Bedankt voor de toelichting, Arco, ik ken dat soort filters.
Ik zie echter nergens staan dat het een exclusief common mode filter is.
In die schema's staat enkel de meetopstelling om de demping te meten.
Het eerste schema is de meting van de common mode verzwakking, waarbij de ingang en de uitgang kortgesloten worden om een commonmode situatie te creeren. Dit is niet hoe het filter doorgaans in de praktijk gebruikt wordt.
Het tweede schema toont de meetopstelling om de attenuatie van het filter te meten in de normaal gebruikte configuratie. Hier wordt de bron en de belasting (50 Ohm) met een balun in en uitgekoppeld.

In de grafieken zie je duidelijk dat het filter zowel common als differential mode effectief is.




@Brainbox, je vergeet dat het om hf gaat, niet om 50 Hz of de lagere harmonischen ervan. Wat Krisvandamme bedoelt is dat in een huisinstallatie de aardingsgeleider vaak een lange weg aflegt vooraleer aan het aardpunt te komen. De hf stromen die hierdoor zouden vloeien, zullen in het deel tussen het stopcontact en de bodem zelf een mooie antenne zien, en uiteraard uitstralen naargelang de frequenties en de lengte van de beschermingsgeleider.

Zodra er een kans bestaat dat er een vreemd geleidend gestel in contact met de aarde (grond waar we op leven) kan komen, is er gevaar voor een stroomkring die dan via een mens kan gaan.

Volgens mij spreek je jezelf nu tegen.
Als er een aardpen wordt geslagen dan weet je zeker dat er een circuit via aarde kan plaatsvinden.
Omdat de generator geen ALS heeft en de metalen delen aanraakbaar zijn dan valt deze dan onder veiligheidsklasse 1.
In dat geval moet je er voor zorgen dat de aardweerstand zo laag is dat bij sluiting met het gestel de aanraakbare delen geen hogere spanning kunnen hebben dan 50 Volt.
Bij een automaat van 7 Ampere met een B karakteristiek kan er dus een stroom gaan lopen van 35 Ampere.
Wanneer deze stroom elektronisch begrens wordt dan is dit 7 A.
Dat wil zeggen een aardspreidingsweerstand van ca. 1,4 Ohm.
In het tweede geval bedraagt dit 7 Ohm.
Een pennetje van 40 cm zoals jij voorstelt haalt dat bij lange na niet.
Ik wil hierbij de waarschuwing plaatsen dit van tevoren na te meten alvorens jezelf veilig te wanen.

@grotedikken:
Ik ben het met je eens dat de inductie in lange leidingen de HF onderdrukking via de aardleiding grotendeels teniet doen.
Tot ca. 1 kHz speelt dit echter nog wel een rol.
Ben geen kortegolf amateur, maar kan me voorstellen dat dit in het hoorbare gebied voor storingen kan zorgen.

Wanneer je naar de grafiek kijkt dan zie je dat de metingen op verschillende manieren zijn uitgevoerd.
In wat ze da normaal mode noemen zit er voor en na het filter nog een balun en een unbal.
Op 21 april 2018 10:41:48 schreef KlaasZ:
Bij elke spoel staat een stip die de wikkelrichting aangeeft. Dat betekent dat ze gekoppeld zijn, anders heeft die stip geen enkele zin.


Niet noodzakelijk. De stip duidt de koude kant van de spoel aan.
Misschien is dat juist wél gedaan om dat de spoelen elkaar niet zouden in ongunstige zin beinvloeden. Haaks op elkaar is dan beter, maar niet altijd makkelijk te construeren.
Het was mij ook opgevallen dat het erop lijkt dat de spoelen gekoppeld zijn, maar waarom zou men bij een netfilter enkel willen common mode verzwakken? Dat wordt enkel gedaan als er tussen de draden nuttige signalen gestuurd worden zoals over een datalijn. De data mag uiteraard niet verzwakt worden als die binnen het domein van de filter valt.
Maar bij netgerelateerde storingen? nee hoor.

De meetopstelling en de grafieken bewijzen het tegendeel. de differential attenuation is en pak hoger dan de commonmode attenuation..
Op 21 april 2018 12:59:59 schreef grotedikken:
Niet noodzakelijk. De stip duidt de koude kant van de spoel aan.
Niet mee eens. De stip is een indicatie van de wikkelrichting en niks anders.
Niet altijd. Bij een 'gewone' spoel voor bijv. een schakelende voeding duidt het het midden van de spoel aan.
Niet interessant voor de werking, maar wel voor opwekken van geluiden: bij 'hete' kant buiten maakt de spoel veel meer herrie als wanneer die binnen zit...

http://uk.farnell.com/productimages/standard/en_GB/42724449.jpg
Arco - "Simplicity is a prerequisite for reliability" - www.arcovox.com
Op 21 april 2018 08:02:57 schreef Tidak Ada:
Is het niet juist onveiliger om een aggregaat te aarden?
In feite is een ongeaard aggregaat te vergelijken met een veiligheidstransformator.
Het afvoren van hf producten is natuurlijk een andere zaak.


Je hebt dan wel het princiepe van een veiligheidstransfo (of een soort van IT-net) zoals je terecht opmerkt: je kan hier probleemloos 1 fase aanraken met de hand (lichaam) zonder geëlektrocuteerd te worden, maar bij een 'dubbele' fout kan een gevaarlijke situatie ontstaan.

Stel je hebt twee toestellen met daarin een sluiting naar de metalen behuizing van twee verschillende fasen. Dan kan je geëlektrocuteerd worden als je beide toestellen gelijktijdig vast pakt doordat je tussen de twee fasen hangt.

Bij een IT-net werkt men naast potentiaal vereffening daarom o.a. met isolatiebewaking, wat een beetje overkill is voor een draagbaar Honda aggregaatje, maar nu ben ik ferm aan het afwijken.

Ook ik besef dat dit vrij uitzonderlijk is (alhoewel Murphy steeds om de hoek staat mee te kijken) en dat kleine draagbare aggregaten niet altijd van aarde moeten worden voorzien. Het gebruik van dubbel geïsoleerde toestellen is dan wel aan te raden.

Dit los van het HF gedeelte.

Grtn
Op 21 april 2018 13:09:02 schreef KlaasZ:
[...]Niet mee eens. De stip is een indicatie van de wikkelrichting en niks anders.
je zegt het nu zelf. Het is een indicatie, wat het precies betekent hangt af van de toepassing, maar het is geen indicatie dat de spoelen met zo'n merkteken magnetisch gekoppeld zijn. Hoogstenskun je eruit afleiden dat ze in dezelfde richting gewikkeld zijn .
Op 21 april 2018 15:00:16 schreef grotedikken:
Hoogstenskun je eruit afleiden dat ze in dezelfde richting gewikkeld zijn .
Dat kan je er uit afleiden en dat is ook zo, maar het betekent ook dat ze magnetisch gekoppeld zijn. Anders heeft die aanduiding geen enkele zin.
Uit de grafieken blijkt dat ze niet gekoppeld zijn. Een bifilair gewikkelde spoel zou voor de differential mode nauwelijks attenuatie geven en op de grafiek zie je dat het juist meer is.
Het is al een tijdje geleden dat ik met netfilters te maken heb gehad. Daarom heb ik het internet een beetje afgezocht naar: hoe zat het ook alweer? Daarbij vooral de datasheets met inwendige schema's bekeken. Alles wat ik tot nu toe heb gezien heeft gekoppelde spoelen. Bij sommige is dat zelfs heel duidelijk. Bij Conrad heb ik b.v. een bouwpakket gezien waar je twee wikkelingen op 1 kern ziet.

Ergens vond ik ook een verklaring voor deze configuratie, de spoelen opereren op deze manier als één en sperren zo de common mode storingen. De diff mode storingen worden opgevreten door de condensatoren.
Kortom, voor mij staat het vast dat de spoelen altijd gekoppeld zijn. Filters met ongekoppelde spoelen kon ik niet vinden.
Frederick E. Terman

Golden Member

Filters met ongekoppelde spoelen kon ik niet vinden.
Ze komen wel voor, maar alleen in combinatie met wél gekoppelde spoelen.
http://www.thel-audioworld.de/module/Netzfilter/EMI215.jpg

Behalve 'losse' spoelen kunnen dit ook weer gekoppelde spoelen zijn, maar dan met de polariteiten aan weerszijden, in plaats van aan dezelfde zijde:
http://www.thel-audioworld.de/bauteile/filter/EMI-SK.GIF
De laatste sectie bevat een differential-mode spoel.

Het gaat dan dus om een uitgebreider en daardoor duurder filter.
Je ziet dan een sectie met een common mode-spoel, die in combinatie met de condensatoren naar massa de common-mode storing aanpakt (in het voorbeeld zelfs twee secties); en nog een sectie met een differential mode-spoel, die in combinatie met een condensator tussen fase en nul de differential ('normal') mode storing verzwakt.

Als de condensatoren naar massa veel groter zouden zijn, zou de condensator tussen nul en fase niet nodig zijn. Dat wordt echter niet gedaan omdat dan de lekstroom te groot zou worden. Je ziet daarom twee kleinere condensatoren naar massa en een grote tussen nul en fase.
Een variant hierop is twee grote in serie tussen nul en fase, met vanaf hun knooppunt een kleinere condensator naar massa.

Vaak zie je de drie condensatoren evengoed, hoewel alleen de common mode-spoel aanwezig is. De 'dwarscondensator' voor de differential mode werkt dan in combinatie met slechts de strooiinductie van de bifilaire spoel en de impedantie van het net of de verbruiker.
Keramisch, kalibratie, parasitair: woordenlijst.org
In het eerste schema zie ik bij de rechtse spoelen toch de stippen staan die de wikkelrichting aangeven. Wat heeft dat voor zin als ze toch niet gekoppeld zijn?
Frederick E. Terman

Golden Member

Je hebt gelijk, die had ik over het hoofd gezien. Ook hier zijn de spoelen dus op één kern gewikkeld.
Echter dus wel als differential mode-spoel; niet als common mode-spoel.

Een en ander nog eens overdenkend, geloof ik nu dat er wel nooit 'losse' spoelen gebruikt zullen worden. Een enkele bifilaire is veel voordeliger, en door de aansluiting juist te kiezen, kun je er ofwel een common mode, ofwel een differential mode-spoel van maken.
Keramisch, kalibratie, parasitair: woordenlijst.org
Op 21 april 2018 10:38:16 schreef Brainbox:
[...]
Dit is niet juist.
Een "huishoud-aarde" is vrijwel altijd opgenomen in een T stelsel waardoor zowel de gebruiker als de generator via de aarde laag-ohmig met elkaar verbonden zijn.
Common mode storingen kunnen op die manier wel degelijk een retourweg vinden via aarde.


Ik begrijp je reactie niet goed... Hierboven verklaar je dat een aarde geen afvoerputje is voor HF, net wat ik ook bedoel, zeker met die X meter aardraad die zo maar het huis doorloopt, hoe laagohmig die ook meet tov het aardpunt aan de centrale.


Even een andere vraag aan iedereen. Ik lees hier veel over common mode en differential mode storingen en hoe ze te onderdrukken, maar, bedenk ik me zo, een geïsoleerd opgestelde generator (ga er ook even vanuit dat er geen capacitieve koppeling is met de omgeving, voor het gemak van de denkoefening) kan toch helemaal geen common mode stoorsignaal op de voedingslijn zetten, of zie ik dat verkeerd? (de kortegolfzender daarentegen kan wel een CM storing richting generator duwen, maar die laatste weet/voelt dat niet, want hij heeft verbinding met de omgeving..)

groeten

Kris
Aarde doorverbinden over het chassis is de oplossing.
Indien je verder de (eventuele) storing wil tegen gaan dan kan je best ferriet gebruiken op de aardverbinding + de kabel een paar malen door een FT240-43 steken.
Veel rotzooi/storing wordt veroorzaakt door verschillende apparatuur zoals wifi over het net, switched mode voedingen, pc's,......
Best is alles op 1 aardpunt tezamen te brengen en niet van toestel naar toestel te gaan + ferriet over alle aarde kabels. Vergeet geen enkel toestel te aarden (ook chassis van pc bv.) maar opgepast : sommige apparaten kunnen niet geaard worden.
Zoek eens op EMI RFI ferrite ....
https://www.youtube.com/watch?v=y429O6eVcHY
Op 22 april 2018 23:36:52 schreef kris van damme:
[...]

Ik begrijp je reactie niet goed... Hierboven verklaar je dat een aarde geen afvoerputje is voor HF, net wat ik ook bedoel, zeker met die X meter aardraad die zo maar het huis doorloopt, hoe laagohmig die ook meet tov het aardpunt aan de centrale.


Even een andere vraag aan iedereen. Ik lees hier veel over common mode en differential mode storingen en hoe ze te onderdrukken, maar, bedenk ik me zo, een geïsoleerd opgestelde generator (ga er ook even vanuit dat er geen capacitieve koppeling is met de omgeving, voor het gemak van de denkoefening) kan toch helemaal geen common mode stoorsignaal op de voedingslijn zetten, of zie ik dat verkeerd? (de kortegolfzender daarentegen kan wel een CM storing richting generator duwen, maar die laatste weet/voelt dat niet, want hij heeft verbinding met de omgeving..)

groeten

Kris


je zal toch uw generator moeten aarden of het kan zijn dat ge niks zult horen op HF. Voorbeelden genoeg op internet en op expedities zetten ze die generators zo ver mogelijk weg van de apparatuur. Als je van die heel goedkope generators koopt dan zou ik die toch eerst testen voordat ik op verplaatsing ga. Zelf al meegemaakt en dan zwijgen we nog van de spanningsvariatie (die bij navraag bij de constructeur onoplosbaar waren).
Op 23 april 2018 08:25:06 schreef tune:
[...]

je zal toch uw generator moeten aarden of het kan zijn dat ge niks zult horen op HF. .


Je doelt voor een goede HF uitstraling van de antenne? (als tegengewicht) Hangt af van het type antenne, maar mij lijkt me dat je dit zo dicht mogelijk aan de zenderkant moet oplossen.

groeten

Kris
Op 23 april 2018 09:03:53 schreef kris van damme:
[...]

Je doelt voor een goede HF uitstraling van de antenne? (als tegengewicht) Hangt af van het type antenne, maar mij lijkt me dat je dit zo dicht mogelijk aan de zenderkant moet oplossen.

groeten

Kris

zo simpel ligt het nu ook niet. De betere oplossing is een netfilter juist achter de generator en een paar ringkernen type 240-43 waar ge de voedingsdraad een paar malen (meerdere malen) door steekt. Een generator "maakt" storing in de lucht en een antenne "kan" dit oppikken zodat je niks kunt horen op HF. Vergeet ook niet dat ieder draadje in uw zender etc. kan dienen als antenne. Goede generatoren (eerder duurdere) hebben een spanningsvariatie die binnen de normen zit maar meestal worden op kleine verplaatsingen goedkoop spul gebruikt. Als ge dan in pieken 20 A verbruikt dan zou je best een switched mode voeding gebruiken die 20% variatie aan kan. Thuis proberen is DE oplossing. Storing die opgepikt wordt door de antenne kan je best elimineren door een choke te plaatsen aan het voedingspunt van de antenne en aan de uitgang van de zender naar de antenne. Storing wordt/kan ook opgepikt worden door de buitenmantel van de coax ergens tussen antenne en zender. Een choke plaatsen aan een antenne is een oplossing maar vergeet niet dat bepaalde type antennes daar niet voor gemaakt zijn, zoals (bepaalde) endfeds
FET, bedankt voor de toelichting .ik heb me nooit zo in de praktische uitvoering van netfilters verdiept, ze zijn meestal ingegoten. En ik dacht dat enkel commonmodespoelen op één kern lagen, maar het blijkt dus toch niet zo te zijn.
Ik ben er ook nog niet helemaal uit of de stip bij de getekende spoelen per definitie betekent dat ze gekoppeld zijn, maar ik dacht van niet.
Het bewuste Tokinfilter heeft twee spoelen met de stip aan dezelfde kant. Als ze gekoppeld zijn is dit zoals Arco tercht opmerkt een common modepoel.
Toch blijkt uit de grafiek dat vooral een differentiaalmodefilter is.
De opgegeven common mode verzwakking is slechts 35dB bij 1MHz terwijl de differential mode attenuatie 90 dB claimt. (erg veel voor een filter met 1 sectie lijkt me)
Met een common modespoel zou je diffmode nooit 90dB halen met enkel een paar Ctjes. Voor zulke hoge waarden heb je echt een LC filter nodig.

Een diff mode filter lijkt me om conducted emission te onderdrukken overigens beter omdat de meeste netgerelateerde storingsbronnen
diff mode op de netdraden komen en pas na enige afstand overgaan in common mode.

Het beste zou zijn dat de TS het filter zo dicht mogelijk bij de generator plaatst, en de massa-aansluiting verbindt met de aardklem van de generator.

Of het geheel moet geaard worden is een complexe vraag.
Een niet geaarde voeding moet al 2 fouten hebben om elektrocutiegevaar mee te brengen, en lijkt me dus veiliger in zo'n eenvoudige opstelling.

Verder hangt het af van de specifieke opstelling. Sommige KG antennes hebben de aarde nodig als tegenpool, andere zoals Yagi of logper zijn complete antennes.

Het hangt ook af van de topologie van het terrein. In een zompige weide zal een tijdelijke aarde veel makkelijker te realiseren zijn dan op en rotsige heuveltop waar het grondwater 30 m dieper ligt.
Aarden zal in dit geval vooral veel verzwakking geven.
Bij de keuze van de plaats moet je ook rekening houden met de begroeiing die erg kan verzwakken en eventuele obstakels binnen de 1e fresnelzone, die uiteraard afhankelijk is van de zendfrequentie.
Frederick E. Terman

Golden Member

Hé, dat is een mooi document, dank je @tune.
Zelfs mijn opmerking over differential mode-onderdrukking door gebruikmaking van de strooi-inductie komt erin voor. :)

Opvallend dat ook hier (p. 17 en verder) de differential mode-onderdrukking hóger is dan de common mode, hoewel de spoelen voor common mode aangesloten zijn.

Ik denk dat de grote DM-onderdrukking hoofdzakelijk te danken is aan de vrij grote capaciteit tussen nul en fase.
De condensatoren van fase naar aarde, en van nul naar aarde, die voor de CM-onderdrukking zijn, zijn veel kleiner. Alleen in vaste installaties zonder (gevoelige) aardlek zouden ze 'minder klein' kunnen zijn.

Toch zal blijkbaar de verhouding DM/CM weloverwogen zijn, anders werden de filters wel heel anders gemaakt.
Keramisch, kalibratie, parasitair: woordenlijst.org
@Frederik E. Terman
Wij maken eerlijk gezegd gebruik van dat effect in onze projecten, wij selecteren onze common mode chokes o.a. op een gedefineerde strooi inductie.
(Niet omdat het goed is, maar omdat het goedkoper is ;-p)
Ik bedoel maar met een productie van 1M+ per maand dan gaat het aantikken, ook als het om een enkele condensator of spoel gaat.

De enigste filters waar ik een spoel in de veiligheids aarde zou overwegen is voor BLDC (PMSE) motoren, daar heb je (afhankelijk van de capaciteit van de windingen naar de behuizing) significante storingen door de veiligheids aarde lopen.
(is op zich ook problematisch aangezien er vanuit de standaard eisen zijn over de te weerstane stroom, dus dan heb je een aardig overgedimensioneerde spoel nodig)

Of een filter geaard moet zijn hangt van je storingen af, alleen differentiele storingen, dan is er geen aarde nodig, zijn er common-mode storingen bij betrokken en moet je Y-condensatoren gebruiken dan is het vereist.
"Stupidity is also a gift of God, but one mustn't misuse it." - Pope John Paul II
Frederick E. Terman

Golden Member

Op 24 april 2018 20:06:03 schreef walkura:
@Frederik E. Terman
Wij maken eerlijk gezegd gebruik van dat effect in onze projecten, [...]
Daar lijkt me niets mis mee, als je weet wat wat is.

Ik heb eens iemand horen klagen over de hoge weerstand van de trafowikkelingen in een... acculader.
Wat had hij dan gewild? Dat die Chinezen eerst een trafo wikkelen van kostbaar dik koperdraad, en dan vervolgens een dure laadweerstand monteren? Zoals het nu was, was het precies goed voor de toepassing. :)
Keramisch, kalibratie, parasitair: woordenlijst.org
Het is idd goedkoper maar er zijn ook voordelen aan verbonden, en ja als je spreekt over massa productie dan begint iedere cent te tellen. Het staat trouwens ook letterlijk in het document dat het goedkoper is.

Gisteren was hier nu toevallig iemand waar ze zich ook bezig houden met die spullen maar zoals hij zelf aantoonde is het ook wikken en wegen, goedkoop maar het moet goed zijn, meten op geisoleerde ondergrond maar als er blik (afscherming) bij te pas komt dan komen/kunnen er problemen zijn. Afschermen om aan betere eigenschappen te geraken was ook al zo'n probleem.
Zo simpel is het nu ook niet......al ziet er zo'n schema simpel uit om na te maken.
overigens, de truuk om common mode gewikkelde spoelen met stijgende frequentie te laten overgaan naar diff mode is niet zo nieuw. OA,in de jaren 80, toen de schakelvoeding populair werd in de consumenten elektronica verscheen dit soort filter in grote getale, meestal in discrete vorm. De uitleg toen was dat de kern zodanig gekozen was dat de koppelfactor met de frequentie afnam, waardoor de spoelenset van CM meer naar dif overging bij toenemende frequentie.

Heden ten dage zitten er algauw twee spoelensets in (zelfs in vrij kleine voedingen) maar nooit gecheckt of er een set in dif en de andere in CM zit.

groeten

Kris