ПЧ и УПП > Терминология
Аксессуары
Входные фильтры:
Сетевые дроссели
Рис. 1. Сетевой дроссель
Дроссель применяется для компенсации скачков напряжения в питающей сети, а также для сглаживания высших гармоник из сети в преобразователь и обратно. Применение входных фильтров рекомендуется при наличии элементы, подключенных к сети и негативно влияющих на качество питающего напряжения.
Основные функции входного дросселя:
● Компенсация высших гармоник сети;
● Обеспечение защиты ПЧ от перекосов фаз и скачков напряжения
● Уменьшение скорости нарастания токов короткого замыкания.
Сглаживающие дроссели
Рис. 2. Сглаживающий дроссель
Сглаживающий дроссель аналогично сетевому компенсирует высшие гармоники. Однако данный дроссель не защищает инвертер от скачков напряжения и перекоса фаз.
Радиочастотные фильтры (фильтры ЕМС)
Рис. 3. Радиочастотный фильтр
Радиочастотные фильтры применяются в преобразователях частоты для обеспечения требовании электромагнитной совместимости. Они существенно уменьшают уровень помех в широком диапазоне частот 150 кГц-30мГц.
Выходные фильтры:
Выходные фильтры устанавливаются после частотного преобразователя и обеспечивают:
● Компенсацию высших гармоник тока электродвигателя.
питание электродвигателя происходит напряжением полученным с помощью широтно-импульсной модуляцией (ШИМ). Величина высокочастотных пульсаций питающего тока может достигать 5-10%, что в свою очередь может существенно нагревать электродвигатель.
● Сглаживание скачков тока короткого замыкания (КЗ) и снижение скорости нарастания токов КЗ.
Это происходит следующим образом. Так как в контуре короткого замыкания присутствует индуктивность моторного дросселя, то ток КЗ увеличивается не внезапно. Также максимальное значение тока КЗ при использовании дросселя значительно меньше тока КЗ при подключении двигателя напрямую к частотному преобразователю. Без использования выходного фильтра многие преобразователи частоты не обеспечивают должной защиты транзисторов от внезапных коротких замыканий.
● Компенсацию емкостных токов возникающих при больших длинах питающих кабелей электродвигателя;
● Уменьшение скачков напряжения на обмотках двигателя.
Учитывая, что питание электродвигателя происходит напряжением полученным с помощью широтно-импульсной модуляцией (ШИМ), на обмотках электродвигателя могут возникать пики перенапряжений. В сумме величина импульсных пиков может превысить амплитуду номинального напряжения двигателя, что может вызвать пробой изоляции обмоток.
Выходные фильтры можно разделить на следующие типы:
Дроссель du/dt
Рис. 4. Дроссель du/dt
Аналогично моторному Фильтр du/dt устанавливается после частотного преобразователя и требуется для защиты изоляции обмоток электродвигателя от имульсов напряжения большой амплитуды. Применение фильтра du/dt целесообразно при малых длинах моторного кабеля и низкой частоте ШИМ. Такие фильтры рекомендуется применять со старыми двигателями, в агрессивной среде или при частом торможении, которое приводит к увеличению напряжения на звене постоянного тока.
Преимущества применения дросселей du/dt
● Повышение надежности и долговечности двигателя;
● Снижение скорости нарастания напряжения du/dt;
● Подавление электромагнитных помех;
Моторный дроссель
Рис. 5. Моторный дроссель
В отличие от фильтра du/dt моторный дроссель обладает большей индуктивностью и применим при больших длинах кабеля и большой частоте переключений.
Преимущества применения моторных дросселей:
● Увеличение надежности электродвигателя;
● Снижение скорости нарастания напряжения du/dt;
● Эффективное подавление электромагнитных помех ;
● Компенсация скачков напряжения на клеммах двигателя;
● Снижение шума.
Синусный фильтр
Рис. 6. Синусный фильтр
При использовании синусного фильтра напряжение между клеммами электродвигателя будет максимально приближено к синусоидальному. Это существенно уменьшает износ, снижает потери в двигателе и уменьшает шумы. Устанавливаться синусный фильтр должен максимально близко к электродвигателю
Преимущества применения синусных фильтров:
● Снижение нагрузки изоляции двигателя и акустического шум двигателя;
● Защита подшипников от паразитных токов;
● Предотвращение импульсных помех;
● Комплексная защита электродвигателя;
● Увеличение надежности привода.
Панель оператора
Рис. 7. Панель оператора
Панель оператора предназначена для осуществления управления и параметрирования преобразователя частоты непосредственно на месте установки. Наличие съемной панели управления позволит снизить вероятность несанкционированного доступа и изменения настроек а также позволит снизить затраты при эксплуатации на одном объекте большого количества однотипных преобразователей частоты (для обслуживания всех устройств можно использовать одну съемную панель управления).
Тормозные модули и тормозные резисторы
Рис. 8. Тормозные резисторы
В процессе торможения электродвигатель работает в генераторном режиме и отдает энергию обратно в питающую сеть. При использовании частотного преобразователя данная энергия идет в преобразователь частоты, повышая напряжение в звене постоянного тока. Уменьшение напряжения звена постоянного тока происходит за счет увеличения выходной частоты, уменьшая тем самым скольжение двигателя.
Интенсивность торможения зависит от потерь в преобразователе и электродвигателе. Для небольших нагрузок с малой инерцией обычно бывает достаточно собственных потерь инвертера и электродвигателя.
Если требуется произвести быстрое торможение, или преобразователь частоты используется в составе привода механизма с большой инерцией, необходимо использовать тормозной модуль (прерыватель) и резистор.
Опциональные платы
Рис. 9. Опциональные платы
Опциональные платы применяются для расширения функциональных возможностей частотного преобразователя:
● платы синхронизации с другими ПЧ
● платы дополнительных входов/выходов
● Коммуникационные платы и модули (для осуществления коммуникации между различными интерфейсами и сетевыми протоколами связи: ModBUS, Ethernet, Profibus, LonWorks… )
● энкодерные платы
● и др.