În aplicațiile practice, convertizoarele de frecvență trebuie, de obicei, să fie echipate cu reactoare, filtre, rezistențe de frânare și unități de frânare pentru a asigura stabilitatea performanței lor, pentru a prelungi durata de viață a echipamentului și pentru a evita efectiv impacturile negative asupra rețelei și echipamentelor electrice. Următoarele sunt funcțiile fiecărei componente și motivele acestora:

1. Reactoare
Reactoarele sunt de obicei adăugate la intrarea sau ieșirea convertizorului de frecvență. Principalele lor funcții sunt:

Reduceți armonicile și fluctuațiile curentului: convertizoarele de frecvență vor genera armonici, în special armonici de joasă frecvență (cum ar fi armonicile a 5-a și a 7-a). Aceste armonici vor cauza fluctuații de curent, vor afecta funcționarea motorului și vor crește sarcina asupra rețelei electrice. Reactoarele pot suprima eficient aceste armonici și pot reduce impactul asupra rețelei electrice și a altor echipamente.

Fluctuațiile fluide ale curentului: reactoarele pot reduce impactul frecvenței de comutare a convertorului de frecvență asupra curentului, pot face forma de undă curentă mai netedă și pot ajuta la reducerea armonicilor curente ale rețelei electrice.

Limitați supratensiune și supracurent: reactoarele pot limita apariția supratensiunii sau supracurentului în unele cazuri, protejând convertizoarele de frecvență și motoarele de deteriorare.

Motive pentru instalare: protejați echipamentele, reduceți impactul armonicilor asupra rețelei electrice și a echipamentelor electrice și evitați fluctuațiile de înaltă frecvență și problemele de supracurent.

2. Filtre
Filtrele sunt utilizate în general la capătul de ieșire al invertorului. Funcțiile lor sunt:

Eliminați armonicile de înaltă frecvență: zgomotul de comutare de înaltă frecvență generat de invertor poate interfera cu motorul și alte echipamente electrice. Filtrul poate îmbunătăți stabilitatea sistemului prin filtrarea zgomotului de înaltă frecvență.

Îmbunătățiți mediul de funcționare al motorului: filtrul poate elimina impactul armonicilor de înaltă frecvență asupra motorului, poate evita probleme precum supraîncălzirea, vibrațiile și zgomotul motorului și poate îmbunătăți stabilitatea funcționării motorului.

Reducerea interferențelor electromagnetice (EMI): filtrul poate reduce în mod eficient interferența electromagnetică, poate asigura că echipamentul respectă standardele de compatibilitate electromagnetică (EMC) și poate evita afectarea funcționării normale a altor echipamente electronice.

Motive pentru instalare: Reduceți interferențele și armonicile de înaltă frecvență, îmbunătățiți mediul electric al sistemului și protejați motorul și alte echipamente de interferențe.

3. Rezistorul de frânare
Rezistoarele de frânare sunt utilizate de obicei împreună cu unitățile de frânare. Principalele lor funcții sunt:

Absoarbe energia regenerativă: Când motorul antrenat de invertor se oprește, inerția de rotație a motorului va transforma energia cinetică în energie electrică și o va alimenta înapoi la invertor. Dacă nu sunt luate măsuri, energia regenerativă excesivă poate cauza tensiunea magistralei DC prea mare și poate deteriora invertorul. Rezistorul de frânare poate absorbi această energie în exces și o poate transforma în energie termică, prevenind astfel tensiunea magistralei DC să fie prea mare.
Îmbunătățiți efectul de frânare: în aplicațiile de acționare a motorului de mare viteză, rezistența de frânare poate ajuta eficient motorul să decelereze rapid și să împiedice generarea unui curent invers prea mare din cauza inerției atunci când se oprește.
Motivul instalării: Absoarbe energia regenerativă a motorului pentru a asigura funcționarea în siguranță a invertorului și a motorului, în special în aplicații cu pornire/oprire frecventă.

4. Unitate de frânare
Unitatea de frânare este utilizată împreună cu rezistența de frânare. Este responsabil în principal de controlul și reglarea lucrului rezistenței de frânare:

Controlați tensiunea magistralei de curent continuu: când invertorul funcționează, inerția motorului poate alimenta prea multă energie înapoi în magistrala de curent continuu, determinând creșterea tensiunii magistralei. Funcția unității de frânare este de a monitoriza tensiunea magistralei DC. Când tensiunea este prea mare, declanșează automat rezistența de frânare pentru a absorbi excesul de energie pentru a preveni ca tensiunea magistralei să depășească standardul.
Oferă frânare rapidă: unitatea de frânare și rezistența lucrează împreună pentru a permite invertorului să consume rapid excesul de energie atunci când motorul oprește sau inversează frâna, reduc timpul de oprire a motorului și îmbunătățesc eficiența sistemului de control.
Motive pentru instalare: Controlați refluxul de energie regenerativă, protejați invertorul de tensiune excesivă și asigurați o frânare rapidă și sigură a motorului.

Rezumat
În aplicarea efectivă a invertorului, instalarea reactoarelor, filtrelor, rezistențelor de frânare și unităților de frânare poate:
Suprimați eficient armonicile, reduceți interferențele electromagnetice și asigurați stabilitatea echipamentelor și a rețelelor electrice.
Îmbunătățiți eficiența și durata de funcționare a motorului și reduceți problemele precum supraîncălzirea motorului, zgomotul și vibrațiile cauzate de zgomotul de înaltă frecvență.
Procesați energia regenerativă a motorului, împiedicați tensiunea magistralei DC a invertorului să fie prea mare și asigurați funcționarea sigură și stabilă a sistemului.
Prin urmare, configurația rezonabilă a acestor componente poate îmbunătăți semnificativ performanța invertorului, poate îmbunătăți siguranța sistemului și poate prelungi durata de viață a echipamentului.
Când se utilizează un variator de frecvență (VFD), nu toate aplicațiile necesită instalarea de reactoare, filtre, rezistențe de frânare și unități de frânare. Dacă aceste componente trebuie instalate depinde de mediul specific al aplicației, cerințele de sistem și condițiile de lucru ale echipamentului. Iată câteva motive și scenarii comune pentru adăugarea acestor componente:

1. Situații în care sunt necesare reactoare
Poluare armonică ridicată a rețelei: atunci când invertorul este utilizat într-un mediu în care condițiile de alimentare a rețelei sunt instabile sau rețeaua are o poluare armonică puternică, reactorul poate ajuta la reducerea armonicilor generate de frecvența de comutare a invertorului pentru a evita cauzarea unei poluări mai mari a rețelei.
Putere mare a invertorului: în aplicarea invertoarelor de mare putere, în special a invertoarelor de peste 50kW, reactoarele pot reduce efectiv fluctuațiile curentului și pot reduce impactul asupra rețelei și echipamentelor.
Fluctuații mari ale tensiunii rețelei: Reactoarele pot suprima fluctuațiile tensiunii rețelei pentru a asigura funcționarea normală a invertorului, în special în zonele în care tensiunea rețelei este instabilă sau fragilă.
Aplicații tipice: invertoare cu sarcini de mare putere, cum ar fi centrale electrice, mașini grele și mine; sunt necesare medii stricte ale rețelei industriale.

2. Situații în care sunt necesare filtre
Probleme de zgomot de înaltă frecvență în acționările cu motor: zgomotul de comutare de înaltă frecvență generat de invertor poate cauza interferențe electromagnetice (EMI) motorului și echipamentelor electronice din jur. Dacă aplicația dvs. trebuie să reducă interferențele electromagnetice sau dacă echipamentele electronice sensibile (cum ar fi PLC-uri, senzori etc.) funcționează în apropiere, filtrele sunt foarte necesare.
Respectați cerințele de compatibilitate electromagnetică (EMC): Dacă echipamentul trebuie să îndeplinească standarde EMC stricte, filtrul poate reduce în mod eficient interferența radiațiilor electromagnetice și a conducției pentru a se asigura că echipamentul îndeplinește standardele naționale sau internaționale de compatibilitate electromagnetică.
Îmbunătățiți funcționarea motorului: Dacă invertorul conduce motorul și există probleme precum supraîncălzirea motorului, zgomot crescut sau vibrații, filtrul poate reduce impactul cauzat de armonicile de înaltă frecvență.
Aplicații tipice: Aplicații cu cerințe stricte privind interferența electromagnetică, cum ar fi producția de înaltă precizie, echipamente de laborator, echipamente de comunicații, echipamente medicale etc.

3. Situații în care sunt necesare rezistențe de frânare
Cerințe frecvente de pornire/oprire sau frânare: În situațiile în care sunt necesare porniri și opriri frecvente, energia regenerativă generată de motor din cauza inerției poate determina creșterea bruscă a tensiunii magistralei DC. În acest moment, este necesar un rezistor de frână pentru a absorbi această parte a energiei pentru a preveni depășirea tensiunii standard și pentru a asigura funcționarea normală a invertorului.
Aplicații cu sarcină mare cu funcționare pe termen lung: Dacă sarcina motorului este mare și funcționează pentru o perioadă lungă de timp, în special atunci când motorul decelerează sau se oprește, poate genera o energie inversă mare. Rezistorul de frână poate împiedica generarea de tensiune excesivă a motorului din cauza inerției.
Aplicații care necesită oprire rapidă sau decelerare a sarcinii: De exemplu, în aplicații precum transportoare cu bandă și ascensoare care necesită oprire rapidă, rezistențele de frânare pot accelera decelerația motorului și pot scurta timpul de oprire.
Aplicații tipice: macarale, benzi transportoare, mașini textile, ascensoare, ventilatoare și pompe care pornesc și se opresc rapid etc.
4. Situații în care sunt necesare unități de frână
Ocazii în care energia regenerativă trebuie controlată: Când motorul trebuie utilizat în cazul opririi rapide sau al frânării inverse, tensiunea magistralei CC poate fi prea mare. Unitatea de frână poate monitoriza și controla această tensiune pentru a se asigura că nu provoacă deteriorarea invertorului.
Energia regenerativă alimentată de motor este mare: pentru invertoarele de mare putere, în special la sarcini mari cu inerție, cum ar fi ventilatoare, pompe, mașini grele etc., energia regenerativă generată de inerția motorului este mare. Unitatea de frânare este utilizată împreună cu rezistența de frânare pentru a se asigura că energia regenerativă este absorbită eficient și pentru a evita defecțiunile cauzate de tensiune excesivă.
Funcționează în condiții de sarcină mare și dinamică ridicată: De exemplu, în situațiile în care sunt necesare schimbări frecvente de viteză (cum ar fi ascensoarele și macaralele), unitatea de frână poate ajuta la consumarea rapidă a energiei de feedback și la protejarea invertorului și a motorului.
Aplicații tipice: sisteme de acționare cu motor cu răspuns dinamic ridicat, cum ar fi ascensoare, macarale, transportoare cu bandă, linii de producție automate etc.

Rezumat:
Aceste componente sunt de obicei necesare în următoarele cazuri:

Când calitatea rețelei este slabă, armonicile sunt mari sau fluctuațiile de tensiune sunt mari, instalați un reactor pentru a proteja invertorul și rețeaua.

Când există cerințe stricte pentru interferența electromagnetică (EMI) sau netezimea funcționării motorului trebuie îmbunătățită, instalați un filtru.
Pentru aplicațiile cu pornire/oprire frecventă sau decelerare rapidă, este necesar să instalați o rezistență de frânare și o unitate de frânare pentru a ajuta la controlul energiei regenerative de feedback și pentru a asigura funcționarea în siguranță a invertorului și a motorului.
Dacă aceste componente trebuie instalate depinde de nevoile specifice ale sistemului, de tipul de sarcină și de mediul de lucru. Pentru aplicații cu putere mare, pornire/oprire frecventă sau cerințe stricte de mediu electric, aceste componente suplimentare sunt de obicei luate în considerare.