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.