Taajuusmuuttajan tulo- ja lähtösuodattimet — tarkoitus, toimintaperiaate, liitäntä, ominaisuudet

Taajuusmuuttajat, kuten monet muutkin 50 Hz:n vaihtovirralla toimivat elektroniset muuntimet, vain laitteensa kautta, vääristävät kulutetun virran muotoa: virta ei riipu lineaarisesti jännitteestä, koska tasasuuntaaja virtalähteen sisääntulossa. laite on yleensä tavanomainen, eli hallitsematon . Samoin taajuusmuuttajan lähtövirta ja jännite - ne eroavat myös vääristyneessä muodossa, monien harmonisten läsnäolosta johtuen PWM-invertterin toiminnasta.

Tämän seurauksena, kun moottorin staattoria syötetään säännöllisesti sellaisella vääristyneellä virralla, sen eristys vanhenee nopeammin, laakerit heikkenevät, moottorin melu kasvaa, käämien lämpö- ja sähkövaurioiden todennäköisyys kasvaa. Ja virransyötölle verkosta TAAJUUSMUUNNIN, tämä tilanne on aina täynnä häiriöitä, jotka voivat vahingoittaa muita samasta verkosta saamia laitteita.

Edellä kuvatuista ongelmista pääsemiseksi taajuusmuuttajiin ja moottoreihin asennetaan lisätulo- ja lähtösuodattimet, jotka säästävät sekä itse sähköverkkoa että tällä taajuusmuuttajalla toimivaa moottoria haitallisilta tekijöiltä.

Tulosuodattimet on suunniteltu vaimentamaan taajuusmuuttajan tasasuuntaajan ja PWM-invertterin tuottamaa kohinaa ja siten suojaamaan verkkoa, ja lähtösuodattimet on suunniteltu suojaamaan itse moottoria taajuusmuuttajan PWM-invertterin aiheuttamalta melulta. . Tulosuodattimet ovat kuristimia ja EMI-suodattimia, ja lähtösuodattimet ovat yleismuotoisia suodattimia, moottorikuristimia, sinisuodattimia ja dU/dt-suodattimia.

Lineaarinen kuristin

Verkon ja taajuusmuuttajan väliin kytketty kuristin on kaasulinja, se toimii eräänlaisena puskurina. Lineaarinen kuristin ei siirrä korkeampia harmonisia (250, 350, 550 Hz ja enemmän) taajuusmuuttajasta verkkoon, samalla kun se suojaa muuntajaa itse verkon jännitepiikkeiltä, ​​virtapiikeiltä taajuusmuuttajan transientien aikana jne. ..n.

Tällaisen kuristimen jännitehäviö on noin 2%, mikä on optimaalinen kuristimen normaalille toiminnalle yhdessä taajuusmuuttajan kanssa ilman sähkön regenerointitoimintoa moottorin sammutuksen aikana.

Joten verkkokuristimet asennetaan verkon ja taajuusmuuttajan väliin seuraavissa olosuhteissa: jos verkossa on kohinaa (eri syistä); vaiheepätasapainon kanssa; kun se saa virtansa suhteellisen tehokkaasta (jopa 10 kertaa) muuntajasta; jos useita taajuusmuuttajia syötetään yhdestä lähteestä; jos KRM-asennuksen kondensaattorit on kytketty verkkoon.

Lineaarinen kuristin tarjoaa:

• taajuusmuuttajan suojaus ylijännitteiltä ja vaiheepätasapainolta;

• piirien suojaus moottorin korkeilta oikosulkuvirroilta;

• pidentää taajuusmuuttajan käyttöikää.

EMP suodatin

Koska taajuusmuuttajan käyttämä moottori on pohjimmiltaan muuttuva kuorma, sen toiminta liittyy väistämättömään suurtaajuisten pulssien ilmaantumiseen verkkojännitteeseen, vaihteluihin, jotka myötävaikuttavat loissähkömagneettisen säteilyn syntymiseen syöttökaapeleista. , varsinkin jos nämä kaapelit ovat huomattavan pitkiä. Tällainen säteily voi vahingoittaa joitakin lähellä olevia laitteita.

Vain EMF-suodatin tarvitaan säteilyn poistamiseen, jotta varmistetaan sähkömagneettinen yhteensopivuus säteilylle herkkien laitteiden kanssa.

Kolmivaiheinen sähkömagneettinen säteilysuodatin on suunniteltu vaimentamaan häiriöt alueella 150 kHz - 30 MHz Faraday-kennoperiaatteen mukaisesti. EMI-suodatin tulee kytkeä mahdollisimman lähelle taajuusmuuttajan tuloa, jotta ympäröivät laitteet saavat luotettavan suojan kaikilta PWM-häiriöiltä. Joskus EMP-suodatin on jo sisäänrakennettu taajuusmuuttajaan.

DU / dt suodatin

Ns. dU / dt-suodatin on kolmivaiheinen L-muotoinen alipäästösuodatin, joka koostuu induktori- ja kondensaattoripiireistä. Tällaista suodatinta kutsutaan myös moottorin kuristimeksi, ja siinä voi usein olla kondensaattoreita ollenkaan ja induktanssi on merkittävä. Suodatinparametrit ovat sellaiset, että kaikki häiriöt taajuusmuuttajan PWM-invertterikytkimien kytkentätaajuutta suuremmilla taajuuksilla vaimentuvat.

Jos suodatin sisältää kondensaattorit, niin jokaisen kapasitanssiarvo on muutaman kymmenen nanofaradin sisällä, ja induktanssiarvot — jopa useita satoja mikrohenriä. Tämän seurauksena tämä suodatin vähentää huippujännitteen ja impulssit kolmivaihemoottorin liittimissä arvoon 500 V / μs, mikä säästää staattorin käämit vaurioilta.

Joten jos taajuusmuuttajassa esiintyy usein regeneratiivista jarrutusta, sitä ei alun perin suunniteltu toimimaan taajuusmuuttajan kanssa, sillä on alhainen eristysluokka tai lyhyt moottorikaapeli, se on asennettu vaikeaan käyttöympäristöön tai sitä käytetään 690 voltin jännitteellä, dU / dt A -suodatin on suositellaan taajuusmuuttajan ja moottorin väliin.

Vaikka taajuusmuuttajasta moottoriin syötetty jännite voi olla bipolaaristen neliöpulssien muodossa puhtaan siniaallon sijaan, dU / dt -suodatin (pienellä kapasitanssillaan ja induktanssillaan) vaikuttaa virtaan siten, että se toimii käämimoottorissa lähes täsmälleen sinimuotoinen… On tärkeää ymmärtää, että jos käytät dU / dt -suodatinta sen nimellisarvoa suuremmalla taajuudella, suodatin ylikuumenee, eli se aiheuttaa tarpeettomia häviöitä.

Sinisuodatin (sinisuodatin)

Siniaaltosuodatin on samanlainen kuin moottorikuristin tai dU / dt-suodatin, mutta ero on siinä, että kapasitanssit ja induktanssit ovat suuria, joten katkaisutaajuus on alle puolet PWM-invertterikytkimien kytkentätaajuudesta. Siten saavutetaan korkeataajuisten häiriöiden parempi tasoitus, ja moottorin käämien jännitteen muoto ja niissä olevan virran muoto osoittautuvat paljon lähempänä ihanteellista sinimuotoa.

Sinimuotoisen suodattimen kondensaattorien kapasitanssit mitataan kymmenissä ja sadoissa mikrofaradeissa ja käämien induktanssi mitataan yksiköissä ja kymmenissä millimetreissä. Siksi siniaaltosuodatin on suuri verrattuna perinteisen taajuusmuuttajan mittoihin.

Sinisuodattimen käyttö mahdollistaa myös sellaisen moottorin käytön taajuusmuuttajan kanssa, jota alunperin (erittelyn mukaan) ei ole tarkoitettu käytettäväksi taajuusmuuttajalla huonon eristyksen vuoksi. Tässä tapauksessa ei esiinny lisääntynyttä melua, laakerien nopeaa kulumista, käämien ylikuumenemista suurtaajuisilla virroilla.

Moottorin ja taajuusmuuttajan välillä voidaan turvallisesti käyttää pitkää kaapelia, kun ne ovat kaukana toisistaan, samalla kun vältetään kaapelissa olevat impulssiheijastukset, jotka voivat aiheuttaa lämpöhäviöitä taajuusmuuttajassa.

Joten on suositeltavaa asentaa sinisuodatin olosuhteissa, joissa:

• on tarpeen vähentää melua; jos moottorissa on huono eristys;

• kokee usein regeneratiivista jarrutusta;

• toimii aggressiivisessa ympäristössä; kytketty yli 150 metriä pitkällä kaapelilla;

• pitäisi toimia pitkään ilman huoltoa;

• moottorin käytön aikana jännite kasvaa askel askeleelta;

• moottorin nimelliskäyttöjännite on 690 volttia.

On muistettava, että sinimuotoista suodatinta ei voida käyttää sen nimellisarvoa pienemmällä taajuudella (alaspäin taajuuden suurin sallittu poikkeama on 20%), joten taajuusmuuttajan asetuksissa on asetettava taajuusmuuttajan raja. taajuus alla. Ja yli 70 Hz:n taajuutta tulee käyttää erittäin varovasti ja mahdollisuuksien mukaan säädä kytketyn sinisuodattimen kapasitanssin ja induktanssin arvot muuntimen asetuksiin.

Muista, että itse suodatin voi olla meluisa ja päästää huomattavan paljon runkoa, sillä nimelliskuormituksellakin siihen putoaa noin 30 volttia, joten suodatin on asennettava sopiviin jäähdytysolosuhteisiin.

Kaikki kuristimet ja suodattimet on kytkettävä sarjaan moottorin kanssa mahdollisimman lyhyellä suojatulla kaapelilla. Joten 7,5 kW:n moottorissa suojatun kaapelin enimmäispituus ei saa ylittää 2 metriä.

Yhteisen tilan suodatin — ydin

Yhteisen tilan suodattimet on suunniteltu vaimentamaan suurtaajuista kohinaa. Tämä suodatin on differentiaalimuuntaja ferriittirenkaalla (tarkemmin soikealla), jonka käämit ovat suoraan kolmivaiheisia johtoja, jotka yhdistävät moottorin taajuusmuuttajaan.

Tämä suodatin vähentää moottorin laakereiden purkauksista aiheutuvia kokonaisvirtoja. Tämän seurauksena yhteismoodisuodatin vähentää mahdollisia sähkömagneettisia päästöjä moottorikaapelista, varsinkin jos kaapelia ei ole suojattu. Kolme vaihejohdinta kulkee sydänikkunan läpi ja suojamaadoitusjohdin jää ulkopuolelle.

Ydin on kiinnitetty kaapeliin puristimella suojaamaan ferriittiä tärinän haitallisilta vaikutuksilta ferriittiin (ferriittisydän värisee moottorin käytön aikana). Suodatin on parasta asentaa kaapeliin taajuusmuuttajan liitinpuolella. Jos ydin lämpenee yli 70 ° C:een käytön aikana, tämä osoittaa ferriitin kyllästymisen, mikä tarkoittaa, että sinun on lisättävä ytimiä tai lyhennettävä kaapelia. On parempi varustaa useita rinnakkaisia ​​kolmivaihekaapeleita omalla ytimellään.