При практически приложения честотните преобразуватели обикновено трябва да бъдат оборудвани с реактори, филтри, спирачни резистори и спирачни модули, за да се гарантира стабилността на тяхната работа, да се удължи живота на оборудването и ефективно да се избегнат отрицателните въздействия върху електрическата мрежа и оборудването. Следват функциите на всеки компонент и техните причини:

1. Реактори
Реакторите обикновено се добавят към входа или изхода на честотния преобразувател. Основните им функции са:

Намалете хармониците и флуктуациите на тока: честотните преобразуватели ще генерират хармоници, особено нискочестотни хармоници (като 5-ти и 7-ми хармоници). Тези хармоници ще причинят флуктуации на тока, ще повлияят на работата на двигателя и ще увеличат натоварването на електрическата мрежа. Реакторите могат ефективно да потискат тези хармоници и да намалят въздействието върху електрическата мрежа и друго оборудване.

Плавни колебания на тока: реакторите могат да намалят въздействието на честотата на превключване на честотния преобразувател върху тока, да направят формата на вълната на тока по-плавна и да помогнат за намаляване на текущите хармоници на електрическата мрежа.

Ограничете пренапрежението и свръхтока: реакторите могат да ограничат появата на пренапрежение или свръхток в някои случаи, предпазвайки честотните преобразуватели и двигатели от повреда.

Причини за инсталиране: защита на оборудването, намаляване на въздействието на хармониците върху електрическата мрежа и електрическото оборудване и избягване на високочестотни колебания и проблеми с свръхток.

2. Филтри
Филтрите обикновено се използват в изходния край на инвертора. Техните функции са:

Елиминирайте високочестотните хармоници: Високочестотният шум при превключване, генериран от инвертора, може да попречи на двигателя и друго електрическо оборудване. Филтърът може да подобри стабилността на системата чрез филтриране на високочестотен шум.

Подобрете работната среда на двигателя: Филтърът може да елиминира въздействието на високочестотните хармоници върху двигателя, да избегне проблеми като прегряване, вибрации и шум на двигателя и да подобри стабилността на работата на двигателя.

Намаляване на електромагнитните смущения (EMI): Филтърът може ефективно да намали електромагнитните смущения, да гарантира, че оборудването отговаря на стандартите за електромагнитна съвместимост (EMC) и да избегне повлияване на нормалната работа на друго електронно оборудване.

Причини за инсталиране: Намаляване на високочестотните смущения и хармоници, подобряване на електрическата среда на системата и защита на двигателя и друго оборудване от смущения.

3. Спирачен резистор
Спирачните резистори обикновено се използват заедно със спирачните модули. Основните им функции са:

Поглъщане на регенеративна енергия: Когато двигателят, задвижван от инвертора, спре, ротационната инерция на двигателя ще преобразува кинетичната енергия в електрическа енергия и ще я подаде обратно към инвертора. Ако не се вземат мерки, прекомерната регенеративна енергия може да доведе до твърде високо напрежение на DC шината и да повреди инвертора. Спирачният резистор може да абсорбира тази излишна енергия и да я преобразува в топлинна енергия, като по този начин предотвратява твърде високото напрежение на DC шината.
Подобряване на спирачния ефект: При приложения с високоскоростно моторно задвижване, спирачният резистор може ефективно да помогне на двигателя да се забави бързо и да попречи на двигателя да генерира твърде висок обратен ток поради инерция, когато спре.
Причина за инсталиране: Поглъщане на регенеративната енергия на двигателя, за да се осигури безопасна работа на инвертора и двигателя, особено в приложения с често стартиране/спиране.

4. Спирачен блок
Спирачният блок се използва заедно със спирачния резистор. Той е отговорен главно за контролирането и регулирането на работата на спирачния резистор:

Контролирайте напрежението на DC шината: Когато инверторът работи, инерцията на двигателя може да подаде твърде много енергия обратно в DC шината, което води до увеличаване на напрежението на шината. Функцията на спирачното устройство е да следи напрежението на DC шината. Когато напрежението е твърде високо, той автоматично задейства спирачния резистор, за да абсорбира излишната енергия, за да предотврати превишаването на стандартното напрежение на шината.
Осигурете бързо спиране: Спирачният модул и резисторът работят заедно, за да позволят на инвертора бързо да изразходва излишната енергия, когато двигателят спре или обърне спирачката, да намали времето за спиране на двигателя и да подобри ефективността на системата за управление.
Причини за инсталиране: Контрол на обратния поток на регенеративна енергия, защита на инвертора от прекомерно напрежение и осигуряване на бързо и безопасно спиране на двигателя.

Резюме
При реалното приложение на инвертора инсталирането на реактори, филтри, спирачни резистори и спирачни блокове може:
Ефективно потискат хармониците, намаляват електромагнитните смущения и осигуряват стабилността на оборудването и електрическите мрежи.
Подобрете ефективността и живота на двигателя и намалете проблеми като прегряване на двигателя, шум и вибрации, причинени от високочестотен шум.
Обработвайте регенеративната енергия на двигателя, предотвратявайте твърде високото напрежение на инверторната DC шина и осигурете безопасна и стабилна работа на системата.
Следователно разумната конфигурация на тези компоненти може значително да подобри работата на инвертора, да подобри безопасността на системата и да удължи експлоатационния живот на оборудването.
Когато използвате задвижване с променлива честота (VFD), не всички приложения изискват инсталирането на реактори, филтри, спирачни резистори и спирачни модули. Дали тези компоненти трябва да бъдат инсталирани зависи от конкретната среда на приложение, системните изисквания и условията на работа на оборудването. Ето някои често срещани причини и сценарии за добавяне на тези компоненти:

1. Ситуации, при които са необходими реактори
Високо хармонично замърсяване на мрежата: Когато инверторът се използва в среда, в която условията на електрозахранване в мрежата са нестабилни или мрежата има силно хармонично замърсяване, реакторът може да помогне за намаляване на хармониците, генерирани от честотата на превключване на инвертора, за да се избегне причиняването на по-голямо замърсяване на мрежата.
Висока мощност на инвертора: При прилагането на инвертори с висока мощност, особено инвертори над 50kW, реакторите могат ефективно да намалят флуктуациите на тока и да намалят въздействието върху мрежата и оборудването.
Големи колебания на напрежението на мрежата: Реакторите могат да потискат колебанията на напрежението на мрежата, за да осигурят нормалната работа на инвертора, особено в области, където напрежението на мрежата е нестабилно или крехко.
Типични приложения: инвертори с високомощни товари като електроцентрали, тежки машини и мини; изискват се строги индустриални мрежови среди.

2. Ситуации, при които са необходими филтри
Проблеми с високочестотния шум в моторните задвижвания: Високочестотният шум при превключване, генериран от инвертора, може да причини електромагнитни смущения (EMI) на двигателя и околното електронно оборудване. Ако вашето приложение трябва да намали електромагнитните смущения или ако чувствително електронно оборудване (като PLC, сензори и др.) работи наблизо, филтрите са много необходими.
Спазвайте изискванията за електромагнитна съвместимост (EMC): Ако оборудването трябва да отговаря на строги стандарти за EMC, филтърът може ефективно да намали смущенията на електромагнитното излъчване и проводимост, за да гарантира, че оборудването отговаря на националните или международните стандарти за електромагнитна съвместимост.
Подобрете работата на двигателя: Ако инверторът задвижва двигателя и има проблеми като прегряване на двигателя, повишен шум или вибрации, филтърът може да намали въздействието, причинено от високочестотни хармоници.
Типични приложения: Приложения със строги изисквания за електромагнитни смущения, като високо прецизно производство, лабораторно оборудване, комуникационно оборудване, медицинско оборудване и др.

3. Ситуации, при които са необходими спирачни резистори
Изисквания за често стартиране/спиране или спиране: В ситуации, в които се изисква често стартиране и спиране, регенеративната енергия, генерирана от двигателя поради инерция, може да доведе до рязко покачване на напрежението на DC шината. По това време е необходим спирачен резистор, който да абсорбира тази част от енергията, за да предотврати превишаването на напрежението от стандарта и да осигури нормалната работа на инвертора.
Приложения с голямо натоварване с продължителна работа: Ако натоварването на двигателя е голямо и работи дълго време, особено когато двигателят забавя или спира, той може да генерира голяма обратна енергия. Спирачният резистор може да попречи на двигателя да генерира прекомерно напрежение поради инерция.
Приложения, които изискват бързо изключване или забавяне на товара: Например в приложения като лентови транспортьори и асансьори, които изискват бързо изключване, спирачните резистори могат да ускорят забавянето на двигателя и да съкратят времето за спиране.
Типични приложения: кранове, транспортни ленти, текстилни машини, асансьори, вентилатори и помпи, които стартират и спират бързо и др.
4. Ситуации, в които са необходими спирачни устройства
Случаи, при които регенеративната енергия трябва да се контролира: Когато двигателят трябва да се използва в случай на бързо спиране или спиране на заден ход, напрежението на DC шината може да е твърде високо. Спирачният модул може да наблюдава и контролира това напрежение, за да се увери, че то не причинява повреда на инвертора.
Регенеративната енергия, върната обратно от двигателя, е голяма: За инвертори с висока мощност, особено при големи инерционни товари като вентилатори, помпи, тежки машини и т.н., регенеративната енергия, генерирана от инерцията на двигателя, е голяма. Спирачният модул се използва заедно със спирачния резистор, за да се гарантира, че регенеративната енергия се абсорбира ефективно и се избягват повреди, причинени от прекомерно напрежение.
Работа при високо натоварване и високи динамични условия: Например, в ситуации, в които се изискват чести промени в скоростта (като асансьори и кранове), спирачният модул може да помогне за бързото изразходване на енергията на обратната връзка и да защити инвертора и двигателя.
Типични приложения: системи за задвижване на двигатели с висока динамична реакция, като асансьори, кранове, лентови транспортьори, автоматизирани производствени линии и др.

Резюме:
Тези компоненти обикновено са необходими в следните случаи:

Когато качеството на мрежата е лошо, хармониците са големи или колебанията на напрежението са големи, инсталирайте реактор за защита на инвертора и мрежата.

Когато има строги изисквания за електромагнитни смущения (EMI) или плавността на работата на двигателя трябва да се подобри, инсталирайте филтър.
За приложения с често стартиране/спиране или бързо забавяне е необходимо да се инсталира спирачен резистор и спирачен модул, за да се контролира регенеративната енергия на обратната връзка и да се гарантира безопасната работа на инвертора и двигателя.
Дали тези компоненти трябва да бъдат инсталирани зависи от специфичните нужди на системата, типа натоварване и работната среда. За приложения с висока мощност, често стартиране/спиране или строги изисквания за електрическа среда, тези допълнителни компоненти обикновено се вземат предвид.