Улазни и излазни филтери за фреквентни претварач — сврха, принцип рада, веза, карактеристике

Претварачи фреквенције, као и многи други електронски претварачи који се напајају наизменичном струјом фреквенције 50 Хз, само преко свог уређаја искривљују облик потрошене струје: струја не зависи линеарно од напона, јер исправљач на улазу уређај је обично конвенционалан, односно неконтролисан. Слично, излазна струја и напон фреквентног претварача — такође се разликују у искривљеном облику, присуству многих хармоника због рада ПВМ претварача.

Као резултат тога, у процесу редовног храњења статора мотора са тако изобличеном струјом, његова изолација брже стари, лежајеви се погоршавају, бука мотора се повећава, повећава се вероватноћа термичког и електричног оштећења намотаја. И за напајање из мреже конвертер фреквенције, ово стање ствари је увек оптерећено присуством сметњи које могу оштетити другу опрему коју покреће иста мрежа.

Да би се решили горе описани проблеми, на фреквентне претвараче и моторе се уграђују додатни улазни и излазни филтери који штеде и саму мрежу напајања и мотор који се напаја овим фреквентним претварачем од штетних фактора.

Улазни филтери су дизајнирани да потискују буку коју стварају исправљач и ПВМ претварач фреквентног претварача, чиме се штити мрежа, а излазни филтери су дизајнирани да штите сам мотор од буке коју генерише ПВМ претварач фреквенцијског претварача. . Улазни филтери су пригушнице и ЕМИ филтери, а излазни филтери су филтери заједничког мода, пригушнице мотора, синусни филтери и дУ/дт филтери.

Линеарни пригушивач

Пригушница повезана између мреже и фреквентног претварача је вод гаса, служи као нека врста бафера. Линеарни пригушник не пропушта више хармонике (250, 350, 550 Хз и више) од фреквентног претварача до мреже, а штити сам претварач од напона у мрежи, од струјних скокова током прелазних стања у фреквентном претварачу итд. .н.

Пад напона у таквој пригушници је око 2%, што је оптимално за нормалан рад пригушнице у комбинацији са фреквентним претварачем без функције регенерације електричне енергије током гашења мотора.

Дакле, мрежне пригушнице се постављају између мреже и фреквентног претварача под следећим условима: у присуству буке у мрежи (из различитих разлога); са фазном неравнотежом; када га напаја релативно снажан (до 10 пута) трансформатор; ако се више фреквентних претварача напаја из једног извора; ако су кондензатори КРМ инсталације прикључени на мрежу.

Линеарна пригушница обезбеђује:

• заштита фреквентног претварача од пренапона и неравнотеже фаза;

• заштита кола од високих струја кратког споја у мотору;

• продужење радног века фреквентног претварача.

ЕМП филтер

Због чињенице да је мотор који покреће фреквентни претварач у суштини променљиво оптерећење, његов рад је повезан са неизбежном појавом високофреквентних импулса у напону мреже, флуктуација које доприносе стварању паразитског електромагнетног зрачења из напојних каблова. , посебно ако су ови каблови велике дужине Такво зрачење може оштетити неке уређаје у близини.

Потребан је само ЕМФ филтер да би се елиминисало зрачење како би се обезбедила електромагнетна компатибилност са уређајима осетљивим на зрачење.

Трофазни филтер електромагнетног зрачења је дизајниран да потисне сметње у опсегу од 150 кХз до 30 МХз према принципу Фарадејеве ћелије. ЕМИ филтер треба да буде повезан што је ближе могуће улазу фреквентног претварача како би се околним уређајима обезбедила поуздана заштита од свих ПВМ сметњи. Понекад је ЕМП филтер већ уграђен у фреквентни претварач.

ДУ / дт филтер

Такозвани дУ / дт филтер је трофазни нископропусни филтер у облику слова Л који се састоји од кола индуктора и кондензатора. Такав филтер се назива и моторна пригушница и често уопште нема кондензатора, а индуктивност ће бити значајна. Параметри филтера су такви да се потискују сви поремећаји на фреквенцијама изнад фреквенције укључивања ПВМ инверторских прекидача фреквентног претварача.

Ако филтер садржи кондензатори, онда је вредност капацитивности сваког од њих унутар неколико десетина нанофарада, и вредности индуктивности — до неколико стотина микрохенрија. Као резултат, овај филтер смањује вршни напон и импулсе на прикључцима трофазног мотора на 500 В / μс, што штеди намотаје статора од оштећења.

Дакле, ако погон често регенеративно кочи, није првобитно дизајниран за рад са фреквентним претварачем, има ниску класу изолације или кратак кабл мотора, инсталиран је у тешком радном окружењу или се користи на 690 волти, филтер дУ / дт А је препоручује се између фреквентног претварача и мотора.

Иако напон који се напаја мотору из фреквентног претварача може бити у облику биполарних квадратних импулса, а не чистог синусног таласа, дУ/дт филтер (са својом малом капацитивношћу и индуктивношћу) делује на струју на такав начин да ради у мотору за намотавање скоро тачно синусоидални… Важно је разумети да ако користите дУ / дт филтер на фреквенцији већој од његове номиналне вредности, филтер ће се прегрејати, односно донети непотребне губитке.

Синусни филтер (синусни филтер)

Филтер синусног таласа је сличан моторној пригушници или филтеру дУ / дт, али разлика лежи у чињеници да су овде капацитети и индуктивности велики, па је гранична фреквенција мања од половине фреквенције укључивања ПВМ инверторских прекидача. Тако се постиже боље изглађивање високофреквентних сметњи, а облик напона на намотајима мотора и облик струје у њима се испоставља много ближим идеалном синусоидалном.

Капацитивности кондензатора у синусоидном филтеру мере се у десетинама и стотинама микрофарада, а индуктивност калемова мери се у јединицама и десетинама милиметара. Због тога је синусни филтер велики у поређењу са димензијама конвенционалног фреквентног претварача.

Употреба синусног филтера омогућава да се заједно са фреквентним претварачем користи чак и мотор који првобитно (према спецификацији) није био предвиђен за рад са фреквентним претварачем због лоше изолације. У овом случају неће бити повећане буке, брзог хабања лежајева, прегревања намотаја високофреквентним струјама.

Могуће је безбедно користити дугачак кабл између мотора и фреквентног претварача када су далеко један од другог, док се елиминишу рефлексије импулса у каблу које могу изазвати губитак топлоте у фреквентном претварачу.

Дакле, препоручује се уградња синусног филтера у условима када:

• потребно је смањити буку; ако мотор има лошу изолацију;

• доживљава често регенеративно кочење;

• ради у агресивном окружењу; повезани каблом дужим од 150 метара;

• треба да ради дуго без одржавања;

• током рада мотора, напон се повећава корак по корак;

• називни радни напон мотора је 690 волти.

Треба имати на уму да се синусни филтер не може користити са фреквенцијом мањом од своје номиналне вредности (максимално дозвољено одступање фреквенције наниже је 20%), па је у подешавањима фреквентног претварача потребно подесити границу фреквенција испод . А фреквенцију изнад 70 Хз треба користити веома пажљиво и у подешавањима претварача, ако је могуће, унапред подесити вредности капацитивности и индуктивности прикљученог синусног филтера.

Запамтите да сам филтер може да буде бучан и да емитује приметну количину тела, јер чак и при номиналном оптерећењу на њега пада око 30 волти, тако да филтер мора бити инсталиран под одговарајућим условима хлађења.

Све пригушнице и филтери морају бити повезани у серију са мотором помоћу што краћег оклопљеног кабла. Дакле, за мотор од 7,5 кВ, максимална дужина оклопљеног кабла не би требало да прелази 2 метра.

Филтер заједничког режима — језгро

Цоммон моде филтери су дизајнирани да потискују шум високе фреквенције. Овај филтер је диференцијални трансформатор на феритном прстену (тачније, на овалу), чији су намотаји директно трофазне жице које повезују мотор са фреквентним претварачем.

Овај филтер служи за смањење укупних струја које стварају пражњења у лежајевима мотора. Као резултат тога, филтер заједничког мода смањује могуће електромагнетне емисије из кабла мотора, посебно ако кабл није заштићен. Трофазни проводници пролазе кроз прозор језгра, а заштитни проводник уземљења остаје споља.

Језгро је причвршћено за кабл помоћу обујмице како би се ферит заштитио од штетног дејства вибрација на ферит (феритно језгро вибрира током рада мотора). Филтер је најбоље монтирати на кабл на страни терминала фреквентног претварача. Ако се језгро током рада загреје на више од 70 ° Ц, то указује на засићеност ферита, што значи да морате додати језгра или скратити кабл. Боље је опремити неколико паралелних трофазних каблова са сопственим језгром.