У практичних застосуваннях перетворювачі частоти зазвичай повинні бути оснащені реакторами, фільтрами, гальмівними резисторами та гальмівними блоками, щоб забезпечити стабільність їх роботи, подовжити термін служби обладнання та ефективно уникнути негативного впливу на електромережу та обладнання. Нижче наведено функції кожного компонента та їх причини:

1. Реактори
Реактори зазвичай додаються до входу або виходу перетворювача частоти. Їх основні функції:

Зменште гармоніки та коливання струму: перетворювачі частоти генеруватимуть гармоніки, особливо низькочастотні гармоніки (такі як 5 та 7 гармоніки). Ці гармоніки викликають коливання струму, впливають на роботу двигуна та збільшують навантаження на електромережу. Реактори можуть ефективно пригнічувати ці гармоніки та зменшувати вплив на електромережу та інше обладнання.

Плавні коливання струму: реактори можуть зменшити вплив частоти перемикання перетворювача частоти на струм, зробити форму сигналу струму більш плавною та допомогти зменшити гармоніки струму в електромережі.

Обмеження перенапруги та надструму: у деяких випадках реактори можуть обмежити виникнення перенапруги або надструму, захищаючи перетворювачі частоти та двигуни від пошкодження.

Причини встановлення: захист обладнання, зменшення впливу гармонік на електромережу та електричне обладнання, уникнення коливань високої частоти та проблем із перевантаженням по струму.

2. Фільтри
Фільтри зазвичай використовуються на вихідному кінці інвертора. Їх функції:

Усуньте високочастотні гармоніки: високочастотний шум перемикання, створюваний інвертором, може створювати перешкоди для двигуна та іншого електричного обладнання. Фільтр може покращити стабільність системи, фільтруючи високочастотний шум.

Покращте робоче середовище двигуна: фільтр може усунути вплив високочастотних гармонік на двигун, уникнути таких проблем, як перегрів, вібрація та шум двигуна, а також покращити стабільність роботи двигуна.

Зменшення електромагнітних перешкод (EMI): фільтр може ефективно зменшити електромагнітні перешкоди, забезпечити відповідність обладнання стандартам електромагнітної сумісності (EMC) і уникнути впливу на нормальну роботу іншого електронного обладнання.

Причини встановлення: зменшення високочастотних перешкод і гармонік, покращення електричного середовища системи та захист двигуна та іншого обладнання від перешкод.

3. Гальмівний резистор
Гальмівні резистори зазвичай використовуються в поєднанні з гальмівними блоками. Їх основні функції:

Поглинати регенеративну енергію: коли двигун, що приводиться в дію інвертором, зупиняється, інерція обертання двигуна перетворює кінетичну енергію в електричну та повертає її до інвертора. Якщо не вжити заходів, надмірна рекуперативна енергія може призвести до занадто високої напруги на шині постійного струму та пошкодити інвертор. Гальмівний резистор може поглинати цю надлишкову енергію та перетворювати її на теплову енергію, тим самим запобігаючи надто високій напрузі на шині постійного струму.
Поліпшення ефекту гальмування: у системах приводу високошвидкісного двигуна гальмівний резистор може ефективно допомогти двигуну швидко сповільнитися та запобігти створенню двигуном занадто високого зворотного струму через інерцію під час зупинки.
Причина встановлення: поглинання рекуперативної енергії двигуна для забезпечення безпечної роботи інвертора та двигуна, особливо в системах із частим пуском/зупинкою.

4. Гальмівний блок
Гальмівний блок використовується в поєднанні з гальмівним резистором. В основному він відповідає за контроль і регулювання роботи гальмівного резистора:

Контролюйте напругу шини постійного струму: коли інвертор працює, інерція двигуна може повертати забагато енергії назад у шину постійного струму, спричиняючи підвищення напруги шини. Функцією гальмівного блоку є контроль напруги на шині постійного струму. Коли напруга занадто висока, він автоматично запускає гальмівний резистор, щоб поглинути надлишкову енергію, щоб запобігти перевищенню напруги на шині стандарту.
Забезпечення швидкого гальмування: гальмівний блок і резистор працюють разом, щоб дозволити інвертору швидко споживати надлишкову енергію, коли двигун зупиняється або повертає гальмо, зменшуючи час зупинки двигуна та покращуючи ефективність системи керування.
Причини встановлення: контроль зворотного потоку регенеративної енергії, захист інвертора від надмірної напруги та забезпечення швидкого та безпечного гальмування двигуна.

Резюме
У реальному застосуванні інвертора установка реакторів, фільтрів, гальмівних резисторів і гальмівних блоків може:
Ефективно пригнічує гармоніки, зменшує електромагнітні перешкоди та забезпечує стабільність обладнання та електромереж.
Підвищення ефективності та довговічності роботи двигуна та зменшення таких проблем, як перегрів двигуна, шум і вібрація, викликані високочастотним шумом.
Обробляйте регенеративну енергію двигуна, запобігайте надто високій напрузі шини постійного струму інвертора та забезпечуйте безпечну та стабільну роботу системи.
Таким чином, розумна конфігурація цих компонентів може значно покращити продуктивність інвертора, підвищити безпеку системи та продовжити термін служби обладнання.
При використанні частотно-регульованого приводу (VFD) не всі програми потребують встановлення реакторів, фільтрів, гальмівних резисторів і гальмівних блоків. Чи потрібно встановлювати ці компоненти, залежить від конкретного прикладного середовища, системних вимог і умов роботи обладнання. Ось кілька поширених причин і сценаріїв додавання цих компонентів:

1. Ситуації, коли потрібні реактори
Високе забруднення гармоніками мережі: якщо інвертор використовується в середовищі, де умови електропостачання мережі нестабільні або мережа має сильне забруднення гармоніками, реактор може допомогти зменшити гармоніки, створювані частотою перемикання інвертора, щоб уникнути більшого забруднення мережі.
Висока потужність інвертора: при застосуванні інверторів високої потужності, особливо інверторів понад 50 кВт, реактори можуть ефективно зменшити коливання струму та зменшити вплив на мережу та обладнання.
Значні коливання напруги в мережі: Реактори можуть пригнічувати коливання напруги в мережі, щоб забезпечити нормальну роботу інвертора, особливо в районах, де напруга в мережі нестабільна або нестабільна.
Типові області застосування: інвертори з потужними навантаженнями, такими як електростанції, важка техніка та шахти; необхідні суворі промислові мережеві середовища.

2. Ситуації, коли потрібні фільтри
Проблеми з високочастотним шумом у приводах двигунів: високочастотний шум перемикання, створюваний інвертором, може спричинити електромагнітні перешкоди (EMI) для двигуна та навколишнього електронного обладнання. Якщо ваша програма потребує зменшення електромагнітних перешкод або якщо чутливе електронне обладнання (таке як ПЛК, датчики тощо) працює поблизу, фільтри дуже необхідні.
Відповідність вимогам електромагнітної сумісності (EMC): якщо обладнання має відповідати суворим стандартам електромагнітної сумісності, фільтр може ефективно зменшити перешкоди від електромагнітного випромінювання та провідності, щоб забезпечити відповідність обладнання національним або міжнародним стандартам електромагнітної сумісності.
Покращення роботи двигуна: якщо інвертор керує двигуном і виникають такі проблеми, як перегрів двигуна, підвищений шум або вібрація, фільтр може зменшити вплив, спричинений високочастотними гармоніками.
Типові сфери застосування: сфери застосування із суворими вимогами до електромагнітних перешкод, наприклад, у високоточному виробництві, лабораторному обладнанні, комунікаційному обладнанні, медичному обладнанні тощо.

3. Ситуації, коли потрібні гальмівні резистори
Вимоги до частого пуску/зупинки або гальмування: у ситуаціях, коли потрібні часті пуски та зупинки, регенеративна енергія, що генерується двигуном через інерцію, може призвести до різкого підвищення напруги на шині постійного струму. У цей час необхідний гальмівний резистор, який поглинає цю частину енергії, щоб запобігти перевищенню напруги нормативу і забезпечити нормальну роботу інвертора.
Застосування з високим навантаженням із довготривалою роботою: якщо навантаження двигуна велике та працює протягом тривалого часу, особливо коли двигун сповільнюється або зупиняється, він може генерувати велику зворотну енергію. Гальмівний резистор може запобігти створенню двигуном надмірної напруги через інерцію.
Програми, які вимагають швидкого відключення або уповільнення навантаження: наприклад, у таких додатках, як стрічкові конвеєри та ліфти, які потребують швидкого відключення, гальмівні резистори можуть прискорити уповільнення двигуна та скоротити час зупинки.
Типове застосування: крани, конвеєрні стрічки, текстильне обладнання, ліфти, вентилятори та насоси, які швидко запускаються та зупиняються, тощо.
4. Ситуації, коли потрібні гальмівні блоки
Випадки, коли необхідно контролювати регенеративну енергію: Коли двигун потрібно використовувати у разі швидкої зупинки або гальмування заднім ходом, напруга на шині постійного струму може бути занадто високою. Гальмівний блок може контролювати та контролювати цю напругу, щоб переконатися, що вона не спричиняє пошкодження інвертора.
Енергія рекуперації, що повертається двигуном, є великою: для інверторів високої потужності, особливо для великих інерційних навантажень, таких як вентилятори, насоси, важке обладнання тощо, рекуперативна енергія, що генерується інерцією двигуна, є великою. Гальмівний блок використовується разом із гальмівним резистором, щоб забезпечити ефективне поглинання регенеративної енергії та уникнути збоїв, спричинених надмірною напругою.
Робота під високим навантаженням і високими динамічними умовами: наприклад, у ситуаціях, коли потрібні часті зміни швидкості (наприклад, ліфти та крани), гальмівний блок може допомогти швидко споживати енергію зворотного зв’язку та захистити інвертор і двигун.
Типове застосування: системи приводу двигуна з високим динамічним відгуком, такі як ліфти, крани, стрічкові конвеєри, автоматизовані виробничі лінії тощо.

Резюме:
Ці компоненти зазвичай потрібні в наступних випадках:

Якщо якість мережі низька, гармоніки великі або коливання напруги великі, встановіть реактор для захисту інвертора та мережі.

Якщо існують суворі вимоги щодо електромагнітних перешкод (EMI) або потрібно покращити плавність роботи двигуна, встановіть фільтр.
Для застосувань із частим пуском/зупинкою або швидким уповільненням необхідно встановити гальмівний резистор і гальмівний блок, щоб допомогти контролювати регенеративну енергію зворотного зв’язку та забезпечити безпечну роботу інвертора та двигуна.
Чи потрібно встановлювати ці компоненти, залежить від конкретних потреб системи, типу навантаження та робочого середовища. Для додатків із високою потужністю, частим запуском/зупинкою або суворими вимогами до електричного середовища зазвичай розглядаються ці додаткові компоненти.