V praktických aplikacích musí být frekvenční měniče obvykle vybaveny reaktory, filtry, brzdnými odpory a brzdovými jednotkami, aby byla zajištěna stabilita jejich výkonu, prodloužila životnost zařízení a účinně se zabránilo negativním dopadům na rozvodnou síť a zařízení. Níže jsou uvedeny funkce jednotlivých komponent a jejich důvody:

1. Reaktory
Tlumivky se obvykle přidávají na vstup nebo výstup frekvenčního měniče. Jejich hlavní funkce jsou:

Snížení harmonických a kolísání proudu: frekvenční měniče budou generovat harmonické, zejména nízkofrekvenční harmonické (jako je 5. a 7. harmonická). Tyto harmonické budou způsobovat kolísání proudu, ovlivňovat provoz motoru a zvyšovat zátěž elektrické sítě. Reaktory mohou účinně potlačit tyto harmonické a snížit dopad na elektrickou síť a další zařízení.

Hladké kolísání proudu: tlumivky mohou snížit dopad spínací frekvence frekvenčního měniče na proud, zjemnit průběh proudu a pomoci snížit harmonické proudy v rozvodné síti.

Omezení přepětí a nadproudu: Tlumivky mohou v některých případech omezit výskyt přepětí nebo nadproudu a chránit frekvenční měniče a motory před poškozením.

Důvody pro instalaci: chránit zařízení, snižovat dopad harmonických na elektrickou síť a elektrická zařízení a vyhýbat se vysokofrekvenčním výkyvům a problémům s nadproudem.

2. Filtry
Filtry se obecně používají na výstupním konci měniče. Jejich funkce jsou:

Eliminujte vysokofrekvenční harmonické: Vysokofrekvenční spínací šum generovaný měničem může rušit motor a další elektrická zařízení. Filtr může zlepšit stabilitu systému odfiltrováním vysokofrekvenčního šumu.

Zlepšení provozního prostředí motoru: Filtr může eliminovat vliv vysokofrekvenčních harmonických na motor, vyhnout se problémům, jako je přehřívání, vibrace a hluk motoru, a zlepšit stabilitu provozu motoru.

Snížení elektromagnetického rušení (EMI): Filtr může účinně snížit elektromagnetické rušení, zajistit, že zařízení splňuje standardy elektromagnetické kompatibility (EMC) a zabránit ovlivnění normálního provozu jiných elektronických zařízení.

Důvody pro instalaci: Snížit vysokofrekvenční rušení a harmonické, zlepšit elektrické prostředí systému a chránit motor a další zařízení před rušením.

3. Brzdný odpor
Brzdné odpory se obvykle používají ve spojení s brzdovými jednotkami. Jejich hlavní funkce jsou:

Absorbujte regenerační energii: Když se motor poháněný měničem zastaví, rotační setrvačnost motoru přemění kinetickou energii na elektrickou energii a přivede ji zpět do měniče. Pokud nebudou přijata žádná opatření, může nadměrná regenerační energie způsobit příliš vysoké napětí DC sběrnice a poškodit střídač. Brzdný odpor může absorbovat tuto přebytečnou energii a přeměnit ji na tepelnou energii, čímž zabrání příliš vysokému napětí stejnosměrné sběrnice.
Zlepšení brzdného účinku: V aplikacích s vysokorychlostním pohonem motoru může brzdný odpor účinně pomoci motoru rychle zpomalit a zabránit tomu, aby motor při zastavení generoval příliš vysoký zpětný proud v důsledku setrvačnosti.
Důvod instalace: Absorbujte regenerační energii motoru pro zajištění bezpečného provozu měniče a motoru, zejména v aplikacích s častým spouštěním/zastavováním.

4. Brzdová jednotka
Brzdná jednotka se používá ve spojení s brzdným odporem. Zodpovídá hlavně za řízení a seřizování práce brzdového odporu:

Ovládejte napětí stejnosměrné sběrnice: Když měnič pracuje, může setrvačnost motoru dodávat příliš mnoho energie zpět do stejnosměrné sběrnice, což způsobí zvýšení napětí sběrnice. Funkcí brzdové jednotky je hlídat napětí stejnosměrné sběrnice. Když je napětí příliš vysoké, automaticky spustí brzdný odpor, aby absorboval přebytečnou energii, aby se zabránilo překročení standardního napětí sběrnice.
Zajistěte rychlé brzdění: Brzdná jednotka a odpor spolupracují, aby umožnily měniči rychle spotřebovat přebytečnou energii, když se motor zastaví nebo reverzuje brzdu, zkrátí dobu zastavení motoru a zlepší účinnost řídicího systému.
Důvody pro instalaci: Ovládejte zpětný tok regenerační energie, chraňte měnič před nadměrným napětím a zajistěte rychlé a bezpečné brzdění motoru.

Shrnutí
Při vlastní aplikaci střídače může instalace tlumivek, filtrů, brzdných rezistorů a brzdových jednotek:
Účinně potlačuje harmonické, snižuje elektromagnetické rušení a zajišťuje stabilitu zařízení a energetických sítí.
Zlepšete účinnost a životnost motoru a omezte problémy, jako je přehřívání motoru, hluk a vibrace způsobené vysokofrekvenčním hlukem.
Zpracujte regenerační energii motoru, zabraňte příliš vysokému napětí DC sběrnice invertoru a zajistěte bezpečný a stabilní provoz systému.
Proto může rozumná konfigurace těchto komponent výrazně zlepšit výkon měniče, zlepšit bezpečnost systému a prodloužit životnost zařízení.
Při použití frekvenčního měniče (VFD) ne všechny aplikace vyžadují instalaci tlumivek, filtrů, brzdných rezistorů a brzdových jednotek. Zda je nutné tyto komponenty nainstalovat, závisí na konkrétním aplikačním prostředí, požadavcích na systém a pracovních podmínkách zařízení. Zde jsou některé běžné důvody a scénáře pro přidání těchto komponent:

1. Situace, kdy jsou potřeba reaktory
Vysoké harmonické znečištění sítě: Když je střídač používán v prostředí, kde jsou podmínky napájení sítě nestabilní nebo má síť silné harmonické znečištění, může tlumivka pomoci snížit harmonické generované spínací frekvencí střídače, aby nedocházelo k většímu znečištění sítě.
Vysoký výkon invertoru: Při použití vysokovýkonných invertorů, zejména invertorů nad 50 kW, mohou reaktory účinně snížit kolísání proudu a snížit dopad na síť a zařízení.
Velké kolísání síťového napětí: Tlumivky mohou potlačit kolísání síťového napětí, aby byl zajištěn normální provoz střídače, zejména v oblastech, kde je síťové napětí nestabilní nebo křehké.
Typické aplikace: invertory s vysokými výkonovými zátěžemi, jako jsou elektrárny, těžké stroje a doly; jsou vyžadována přísná prostředí průmyslové sítě.

2. Situace, kdy jsou potřeba filtry
Problémy s vysokofrekvenčním šumem v motorových pohonech: Vysokofrekvenční spínací šum generovaný měničem může způsobit elektromagnetické rušení (EMI) motoru a okolního elektronického zařízení. Pokud vaše aplikace potřebuje snížit elektromagnetické rušení nebo pokud v blízkosti pracuje citlivá elektronická zařízení (jako jsou PLC, senzory atd.), jsou filtry velmi nutné.
Dodržujte požadavky na elektromagnetickou kompatibilitu (EMC): Pokud zařízení musí splňovat přísné normy EMC, filtr může účinně snížit rušení elektromagnetického záření a vedení, aby bylo zajištěno, že zařízení splňuje národní nebo mezinárodní normy elektromagnetické kompatibility.
Zlepšení provozu motoru: Pokud měnič pohání motor a dojde k problémům, jako je přehřátí motoru, zvýšený hluk nebo vibrace, filtr může snížit dopad způsobený vysokofrekvenčními harmonickými.
Typické aplikace: Aplikace s přísnými požadavky na elektromagnetické rušení, jako je vysoce přesná výroba, laboratorní vybavení, komunikační zařízení, lékařské vybavení atd.

3. Situace, kdy jsou vyžadovány brzdné odpory
Požadavky na časté spouštění/zastavování nebo brzdění: V situacích, kdy je vyžadováno časté spouštění a zastavování, může regenerační energie generovaná motorem v důsledku setrvačnosti způsobit prudké zvýšení napětí stejnosměrné sběrnice. V tuto chvíli je potřeba brzdný rezistor, který absorbuje tuto část energie, aby se zabránilo překročení napětí nad normu a zajistil normální provoz střídače.
Aplikace pro vysoké zatížení s dlouhodobým provozem: Pokud je zatížení motoru velké a běží po dlouhou dobu, zejména když motor zpomaluje nebo se zastavuje, může generovat velkou zpětnou energii. Brzdný rezistor může zabránit motoru ve generování nadměrného napětí v důsledku setrvačnosti.
Aplikace, které vyžadují rychlé vypnutí nebo zpomalení zátěže: Například v aplikacích, jako jsou pásové dopravníky a výtahy, které vyžadují rychlé vypnutí, mohou brzdné odpory urychlit zpomalení motoru a zkrátit dobu zastavení.
Typické aplikace: jeřáby, dopravní pásy, textilní stroje, výtahy, ventilátory a čerpadla s rychlým startem a zastavením atd.
4. Situace, kdy jsou vyžadovány brzdové jednotky
Příležitosti, kdy je potřeba řídit rekuperační energii: Když je třeba použít motor v případě rychlého zastavení nebo zpětného brzdění, může být napětí stejnosměrné sběrnice příliš vysoké. Brzdová jednotka může toto napětí monitorovat a řídit, aby bylo zajištěno, že nezpůsobí poškození měniče.
Rekuperační energie přiváděná zpět motorem je velká: U vysoce výkonných měničů, zejména u velkých setrvačných zátěží, jako jsou ventilátory, čerpadla, těžké stroje atd., je regenerační energie generovaná setrvačností motoru velká. Brzdná jednotka se používá společně s brzdným rezistorem, aby bylo zajištěno účinné pohlcování regenerační energie a zabránění poruchám způsobeným nadměrným napětím.
Provoz při vysokém zatížení a vysokých dynamických podmínkách: Například v situacích, kdy jsou vyžadovány časté změny rychlosti (jako jsou výtahy a jeřáby), může brzdová jednotka pomoci rychle spotřebovat zpětnovazební energii a chránit měnič a motor.
Typické aplikace: systémy pohonu motorů s vysokou dynamickou odezvou, jako jsou výtahy, jeřáby, pásové dopravníky, automatizované výrobní linky atd.

Shrnutí:
Tyto komponenty jsou obvykle vyžadovány v následujících případech:

Pokud je kvalita sítě špatná, harmonické složky jsou velké nebo kolísání napětí velké, nainstalujte tlumivku k ochraně střídače a sítě.

Pokud existují přísné požadavky na elektromagnetické rušení (EMI) nebo je třeba zlepšit plynulost chodu motoru, nainstalujte filtr.
Pro aplikace s častým spouštěním/zastavováním nebo rychlým zpomalováním je nutné instalovat brzdný odpor a brzdnou jednotku, které pomáhají řídit zpětnovazební regenerační energii a zajišťují bezpečný provoz měniče a motoru.
Zda je nutné tyto součásti nainstalovat, závisí na konkrétních potřebách systému, typu zátěže a pracovním prostředí. Pro aplikace s vysokým výkonem, častým spouštěním/zastavováním nebo přísnými požadavky na elektrické prostředí se obvykle zvažují tyto další komponenty.